Nobelovo nagrado za kemijo za leto 2019 so v sredo, 9. oktobra 2019, prejeli trije ljudje iz dveh držav. Ti trije znanstveniki so za svoje delo pri razvoju litij-ionskih baterij prejeli Nobelovo nagrado za kemijo.
Trije znanstveniki so
- Frances Arnold iz ZDA
- George Smith iz ZDA
- Gregory Winter iz Anglije
Litij-ionska baterija
Litij-ionska baterija ali znana tudi kot Li-ionska ali LIB baterija je akumulatorska baterija (napolnite baterijo). Znotraj te baterije se litijevi ioni premaknejo iz negativne elektrode v pozitivno elektrodo, ko se sprosti, in nazaj, ko se napolni.
V primerjavi s tradicionalno baterijsko tehnologijo se te litijeve baterije v lažji embalaži polnijo hitreje, trajajo dlje in imajo večjo gostoto moči za daljšo življenjsko dobo.
Načelo delovanja litij-ionske baterije
V bistvu se načelo delovanja litij-ionskih baterij razlikuje od alkalnih baterij (kot so tv daljinske baterije). Ta razlika zagotavlja veliko večjo prednost pri razvoju baterij.
Elektrode v litij-ionski bateriji sestavljajo grafit in litijev kobaltov oksid. Grafit ima šibkejše elektronske lastnosti kot cink, ki se običajno uporablja v alkalnih baterijah.
Litij-kobaltov oksidni del Li-Ion-ove baterije lahko privabi elektrone veliko močneje kot manganov oksid - kar bateriji omogoči, da shrani več energije v enaki količini prostora kot alkalne baterije.
Raztopina, ki ločuje grafit in litijev kobaltov oksid, vsebuje pozitivno napolnjene litijeve ione, ki med praznjenjem in ponovnim polnjenjem akumulatorja zlahka tvorijo in pretrgajo kemične vezi.
Preberite tudi: Še enkrat zasedeni glede Črne luknje, poglejmo jo globlje!
Te kemične reakcije se lahko pojavijo v obe smeri, za razliko od tvorbe cinkovega oksida, ki povzroči, da elektroni in litijevi ioni v mnogih ciklih naboja in praznjenja tečejo naprej in nazaj.
Izzivi razvoja baterij
Postopek na litij-ionski bateriji zagotovo ne daje do 100-odstotne učinkovitosti. Vse baterije sčasoma izgubijo sposobnost shranjevanja energije. Kljub temu je bila kemična spojina Li-ion dovolj močna, da prevladuje nad trenutno tehnologijo baterij.
Glavni izziv pri razvoju baterij in shranjevanju energije nasploh je sposobnost shranjevanja energije, zato znanstveniki poskušajo zgraditi baterije, ki so še boljše glede učinkovitosti shranjevanja.
Nadgradnja baterije zahteva strokovno znanje kemikov in fizikov, da bi videli spremembe na atomski ravni, pa tudi inženirji strojništva in elektrotehnike, ki lahko oblikujejo in sestavijo akumulatorje, ki napajajo napravo.
Referenca
- Razviti litijevo baterijo 3 je ta znanstvenik prejel Nobelovo nagrado
- Kako deluje litijeva baterija pri naših mobilnih telefonih
