2019 оны Химийн салбарын Нобелийн шагнал
Шведийн хааны нэрэмжит Шинжлэх Ухааны Академиас 2019 оны Химийн салбарын Нобелийн шагналыг литий ионы батерейг зохион бүтээсэн гурван эрдэмтэнд олгосон.
Энэ батерей нь та бидний өдөр тутамд ашиглагддаг зөөврийн электроникт хувьсал авчирсан.
2019 оны Химийн Салбарын Нобелийн шагналтнууд
М.Стэнли Уиттингем (Нью-Йоркийн Улсын Их Сургуулийн Бингемтоны Их сургуулийн профессор)
“Литийн-ионы технологи хөгжинө гэж үргэлж найдаж байсан ч, бид үүнийг энэ хүртэл өснө гэж хэзээ ч төсөөлж байгаагүй. Бид үүнийг iPhone гэх мэт зүйлүүдэд хаа сайгүй тархана гэж төсөөлж байгаагүй. ”
1970 оноос хойш литийн ионы батарейн электродын материалын судалгааг явуулж, өөрийн бүтээсэн дахин цэнэглэгддэг литийн ионы батарейг танилцуулж байв. Тэрээр батарейн катодын материалд үелсэн бүтэц бүхий нэгдэл илүү тохиромжтой болохыг тогтоон, улмаар катод нь титаны дисулфид (TiS2), анод нь лити – хөнгөнцагааны нэгдэл бүхий батарей гарган авсан байна. Гэвч анодын материал болох металл лити нь дахин цэнэглэгддэг, шингэн электролит бүхий батарейн хувьд аюулгүй ажиллагааны хангахгүй, тэсрэх аюултай байв.
Жон Б.Гүүдэноу (Остин дахь Техасын Их сургуулийн профессор)
Тэрээр дахин цэнэглэгддэг литийн ионы батарейн катодын материалыг металлын оксид (CoO2) -оор сольж, илүү их хүчдэл гаргах боломжтойг нээсэн. Түүний дэвшүүлсэн кобалтын оксид катод бүхий батарей 4В хүчдэл гаргаж байсан нь өндөр багтаамжтай литий ионы батарейг үйлдвэрлэхэд үнэтэй хувь нэмэр болсон.
Акира Ёшино (Токио дахь Асахи Касей корпорацийн хүндэт ажилтан, Японы Нагояа хотын Мэйжо их сургуулийн профессор)
“Литий-ион батерей нь тогтвортой нийгэмд тохирсон ба технологи нь цаг уурын өөрчлөлттэй тэмцэхэд тусалж чадна”
Акира Ёшино литий ионы батарейн анодын материалыг хөгжүүлсэн бөгөөд нүүрстөрөгчжүүлсэн анод материалыг гарган авч, профессор Жон Б.Гүүдэноу-ын катодын материалыг ашиглан 1985 онд хамгийн анхны литий ионы батарейг үйлдвэрлэн, худалдаанд гаргасан байна.
Литий ионы батерей
"Литий-ион батерей нь хими хүний амьдралыг хэрхэн өөрчилж чаддагийн гайхалтай жишээ юм" гэж Америкийн Химийн Нийгэмлэгийн ерөнхийлөгч Бонни Чарпентье хэлсэн байна.
Алессандро Вольта 1800 онд анхны жинхэнэ зайг зохион бүтээснээс хойш эрдэмтэд анод хэмээх сөрөг электродоос катод хэмээх эерэг электрод руу электрон урсах арга замыг эрэлхийлж ирсэн. Вольта үүнийг зэс, цайрын дискийг овоолж, давстай усанд дэвтээсэн даавуугаар холбож хийжээ. Хэлхээг дуусгахын тулд дискнүүдтэй утсыг холбоход зай нь тогтвортой гүйдэл үүсгэдэг байна.
Анхны цэнэглэдэг батерей нь 1859 онд гарсан. Эдгээрийг хар тугалгын хүчлээр хийсэн бөгөөд өнөөдрийг хүртэл бензин, дизель хөдөлгүүртэй автомашиныг асаахад ашиглаж байна. Гэхдээ хар тугалганы хүчлийн батерей нь том, хүнд байсан бол үр ашиг багатай боловч илүү нягтралтай байсан никель-кадмий батерейг 1899 онд зохион бүтээжээ.
Литий-ион батерей нарны гэрэл болон салхи оргил үедээ байх үед үүссэн цахилгаан эрчим хүчийг хуримтлуулснаар түлшний эрчим хүчний эх үүсвэрээс хамаарлыг багасгаж, уур амьсгалын өөрчлөлтийн нөлөөллийг бууруулахад тусалдаг.
Литий-ион батерей нь дахин цэнэглэгддэг батерейн төрөл юм. Литий-ион батерейг ихэвчлэн зөөврийн электроник хэрэгсэл, цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд ашигладаг бөгөөд цэргийн болон сансрын салбарт өргөн хэрэглэдэг болж байна. Литий-ион батерейны анхны загварыг Акира Ёшино (Akira Yoshino) 1985 онд боловсруулсан бөгөөд 1970-1980-аад оны үед Жон Гүүдэноу (John Goodenough), М.Стэнли Уиттингем (M.Stanley Whittingham), Рачид Язами (Rachid Yazami), Коичи Мизушима (Koichi Mizushima) нарын хийсэн судалгаан дээр үндэслэн 1991 онд Ёшио Нишиг (Yoshio Nishi)-аар удирдуулсан Sony болон Asahi Kasei компанийн багууд арилжааны Литий-ион батерейг боловсруулж байв.
2019 оны Химийн салбарын Нобелийн шагналт бүтээлийг дараах холбоосоор хүлээн
авна уу .
Popular information: They developed the world’s most powerful battery (pdf)
Scientific Background: Lithium-ion batteries (pdf)
Эх сурвалж
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/press-release/