Creators Of The Lithium Battery Win The 2019 Nobel Prize In Chemistry

The challenges of achieving such technology were significant. Lithium can easily give up one of its electrons, making it perfect as a way to store and carry electricity. The downside is that makes it a very reactive element, so it has to be tamed to work in a battery, which is what the winners did.

Batteries work by having a positive side (cathode) and a negative side (anode). While working on developing methods that could lead to fossil-fuel free energy technology in the 1970s, Dr Whittingham discovered a way to create a good cathode for a lithium battery made of titanium disulfide. This battery had good potential but the anode was made from metallic lithium, which is reactive, making it too explosive to work. This was improved upon in 1980 by Dr Goodenough, who used cobalt oxide as the material to build the cathode. This doubled the voltage of those batteries.

Dr Yoshino focused on the anode. In the previous batteries, it was made of lithium metals, highly reactive and so not very safe. Yoshino created an anode made of petroleum coke, the carbon layers allowed for the presence of lithium ions between them. The ions moved across the batteries as their electrons moved across the circuits powering the device. The advantage is that the whole process was reversible and it could be repeated hundreds of times – meaning the battery could be charged multiple times before its performance started deteriorating. Yoshino created the first commercially viable lithium-ion battery in 1985.

Yoshino told journalists during the award announcement that the driving force to carry out their research had been simply curiosity.

The committee also pointed out that Dr Goodenough is now the record-holder for the oldest ever Nobel Laureate at 97, just a few months older than the previous record-holder, Dr Arthur Ashkin, who won the Physics Prize last year.

Of the 203 Chemistry Nobel Laureates since 1901, only five have been women. Eighty-nine of those were awarded the prize for work carried out in the US, although only 60 of them were born there. For more fun facts and ore data visualization of the Nobel Prize in chemistry check out Chemistry World.

Academia Regală Suedeză de Științe a acordat Premiul Nobel pentru Chimie din 2019 lui John B Goodenough, M Stanley Whittingham și Akira Yoshino pentru dezvoltarea bateriilor cu ioni de litiu în anii ’70 -’80.
În conferința de presă, comitetul Nobel a subliniat cât de revoluționară a fost această tehnologie și cum ne permite să ne bucurăm de libertatea dispozitivelor portabile – de la telefoane mobile și laptopuri la mașini electrice și nave spațiale – pe care le putem reîncărca pur și simplu prin conectarea la rețea.
Provocările realizării unei astfel de tehnologii au fost semnificative. Litiu poate renunța cu ușurință la unul dintre electronii săi, făcându-l perfect ca mod de a stoca și transporta electricitate. Dezavantajul este că îl face un element foarte reactiv, așa că trebuie să fie îmblânzit să funcționeze într-o baterie, ceea ce au făcut câștigătorii.

Bateriile funcționează având o latură pozitivă (catod) și o latură negativă (anod). În timp ce lucra la metode de dezvoltare care ar putea duce la tehnologia energetică fără combustibil fosil în anii ’70, dr. Whittingham a descoperit o modalitate de a crea o catodă bună pentru o baterie de litiu fabricată din disulfură de titan. Această baterie avea un potențial bun, dar anodul era fabricat din litiu metalic, care este reactiv, ceea ce îl face prea exploziv pentru a funcționa. Acest lucru a fost îmbunătățit în 1980 de către Dr Goodenough, care a folosit oxidul de cobalt ca material pentru construirea catodului. Aceasta a dublat tensiunea acelor baterii.
Dr. Yoshino s-a concentrat asupra anodului. În bateriile anterioare, acesta era fabricat din metale cu litiu, foarte reactiv și deci nu foarte sigur. Yoshino a creat un anod format din cocsul petrolier, straturile de carbon permitând prezența ionilor de litiu între ele. Ionii s-au deplasat pe baterii în timp ce electronii lor se deplasau pe circuitele care alimentează dispozitivul. Avantajul este că întregul proces a fost reversibil și poate fi repetat de sute de ori – ceea ce înseamnă că bateria ar putea fi încărcată de mai multe ori înainte ca performanța sa să înceapă să se deterioreze. Yoshino a creat prima baterie viabilă de litiu-ion comercial în 1985.
Yoshino le-a spus jurnaliștilor în timpul anunțului de premiere că forța motrice pentru a-și desfășura cercetările a fost pur și simplu curiozitatea.

De asemenea, comitetul a subliniat că dr. Goodenough este acum la 97 de ani cel mai în vârstă laureat Nobel , cu doar câteva luni mai vechi decât deținătorul acestui premiu, dr. Arthur Ashkin, care a câștigat Nobel-ul pentru fizică anul trecut.

Dintre cei 203 laureați ai Chimiei din 1901, doar cinci au fost femei. Optzeci și nouă dintre aceștia au primit premiul pentru munca desfășurată în SUA, deși doar 60 dintre ei s-au născut acolo. Pentru mai multe fapte amuzante și vizualizarea datelor minerale ale Premiului Nobel pentru chimie, consultați Lumea Chimiei.

***