Nagrodzonymi są trzej chemicy – John B. Goodenough z Teksańskiego w Austin, M. Stanley Whittingham z Uniwersytetu Binghamton w stanie Nowy Jork oraz Akira Yoshino z Uniwersytetu Meijo w Japonii. Są to osoby, którzy stoją za sukcesem rozwoju akumulatorów litowo-jonowych, zarówno od strony naukowej, jak i komercyjnej.
Ta lekka, umożliwiająca wielokrotne ładowanie bateria współcześnie używana jest przez przez niemal każdego z nas w wielu dziedzinach – od zasilania smartfonów po laptopy i pojazdy elektryczne o dalekim zasięgu. Może ona również gromadzić w sobie znaczne ilości energii ze słońca i wiatru, umożliwiając stopniowe odchodzenie od szkodliwych paliw kopalnych.
Akumulator litowo-jonowy powstał w czasie kryzysu naftowego w latach 70. Stanley Whittingham poszukiwał metod, które mogłyby doprowadzić do stworzenia alternatywnych technologii energetycznych. Rozpoczął więc badania nadprzewodników i odkrył niezwykle bogaty energetycznie materiał, który wykorzystał do stworzenia innowacyjnej katody w baterii litowej. Powstał on z dwusiarczku tytanu, który na poziomie molekularnym posiada odpowiednie przestrzenie, by gromadzić jony litu.
Anoda baterii została częściowo wykonana z metalicznego litu, który napędza uwalnianie się elektronów, dzięki czemu jej moc wynosiła ponad dwa wolty. Jednakże metaliczny lit jest bardzo reaktywny i bateria była zbyt wybuchowa, by móc oficjalnie wprowadzić ją do obiegu.
The 2019 #NobelPrize in Chemistry has been awarded to John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham and Akira Yoshino “for the development of lithium-ion batteries.” pic.twitter.com/LUKTeFhUbg
— The Nobel Prize (@NobelPrize) 9 października 2019
John Goodenough przewidział, że katoda miałaby jeszcze większy potencjał, gdyby została wykonana przy użyciu tlenku metalu zamiast jego siarczku. Po kilku latach poszukiwań, w 1980 r. wykazał, że tlenek kobaltu z interkalowanymi jonami litu może podnieść moc baterii nawet dwukrotnie.
Na bazie katody Goodenough’a Akira Yoshino w 1985 roku stworzył pierwszą komercyjnie opłacalną baterię litowo-jonową. Zamiast używać reaktywnego litu w anodzie, użył koksu naftowego, materiału węglowego, który również może interkalować jony litu.
W rezultacie powstała lekka, odporna na zużycie bateria, która może być ładowana setki razy, zanim jej wydajność ulegnie pogorszeniu. Zaletą akumulatorów litowo-jonowych jest to, że nie są one oparte na reakcjach chemicznych, które rozbijają elektrody, ale na jony litu płynące tam i z powrotem pomiędzy anodą a katodą.
Akumulatory litowo-jonowe zrewolucjonizowały życie ludzi od momentu wprowadzenia ich na rynek w 1991 roku. Stworzyły one podwaliny bezprzewodowego, wolnego od paliw kopalnych społeczeństwa i stanowią ogromną korzyść dla ludzkości.