• چهار شنبه 1 آبان 1398
  • الأرْبِعَاء 23 صفر 1441
  • 2019 Oct 23
پنج شنبه 18 مهر 1398
کد مطلب : 84259
+
-

نوبل شیمی برای «جهان قابل شارژ»

جایزه نوبل شیمی ۲۰۱۹ به 3 دانشمند برای توسعه باتری‌های لیتیوم یون رسید

نوبل شیمی برای «جهان قابل شارژ»

باتری‌های لیتیوم یون یعنی همین باتری‌هایی که حالا از گوشی‌های موبایل گرفته تا پیچ‌گوشتی برقی و خودروهای الکتریکی می‌توان آنها را دید، پدیده جایزه نوبل شیمی در سال ۲۰۱۹ بودند.
کمیته نوبل روز گذشته جایزه نوبل شیمی امسال را به 3دانشمند به‌خاطر تلاش‌هایشان در توسعه این نوع باتری‌ها اهدا کرد. به گفته اعضای این کمیته، اختراع این دانشمندان، باعث به‌وجود آمدن «یک جهان قابل شارژ» شده است. جان گودایناف آمریکایی، استنلی ویتینگام انگلیسی و آکیرا یوشینو ژاپنی محققانی هستند که تحقیقاتشان باعث امکان تولید این نوع باتری‌ها شده است. پروفسور گودایناف در ۹۶ سالگی، مسن‌ترین شخصی است که تاکنون برنده این جایزه شده است. در بیانیه اهدای این جایزه آمده است: «باتری لیتیوم یون در زندگی‌ ما انقلاب به پا کرده و در همه‌‌چیز از موبایل تا دستگاه‌های برقی استفاده می‌شود. برندگان جایزه امسال با کار خود بنیان جامعه بی‌سیم و رها از سوخت فسیلی را نهادند.»

تحول مهم در جهان 
شاید بیشترین استفاده ما از باتری‌های لیتیوم یون در گوشی‌های موبایل باشد که امروز با شارژ کردن آنها  فعالیت‌مان در عصر فناوری ادامه دارد. اما اکنون همه می‌دانند که بدون این باتری‌ها هیچ خودروی الکتریکی توان حرکت ندارد و در بسیاری از نقاط جهان از حجم عظیمی از این باتری‌ها برای ذخیره انرژی خورشیدی و بادی استفاده می‌کنند. باتری‌های لیتیوم یون درواقع یک خانواده از باتری‌های قابل شارژ است که در زمان تخلیه، یون‌های لیتیوم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و در هنگام شارژ شدن وارونه حرکت می‌کنند. باتری‌های لیتیوم یون بالاترین چگالی انرژی را تاکنون در دنیا فراهم کرده‌است که تقریباً دوبرابر انرژی قابل دسترسی از باتری‌های نیکل-کادمیم است.

سریال تحقیقات برای یک اختراع 
 ایده اولیه ساخت باتری‌های لیتیوم یون در جریان بحران نفت در دهه ۱۹۷۰ شکل گرفت. استنلی ویتینگام که در مورد ابررساناها تحقیق می‌کرد یک ماده بسیار غنی از انرژی را کشف کرد که از آن برای ایجاد کاتد در یک باتری لیتیوم استفاده شد. این ماده از «دی سولفید تیتانیوم» ساخته شده بود که در سطح مولکولی خود دارای فضاهایی است که می‌تواند یون‌های لیتیوم را در خود جای دهد. آند این باتری تا حدی از لیتیوم فلزی ساخته شده بود که ظرفیت انتشار الکترون‌ بالایی دارد. لیتیوم اما فلزی به‌شدت واکنش‌پذیر است و این باتری برای استفاده بسیار خطرناک بود و امکان انفجار داشت. جان گودایناف اما طی تحقیقاتش به این نتیجه رسید که اگر در کاتد به جای سولفید فلزی از اکسید فلزی ساخته شود، پتانسیل بیشتری خواهد داشت. وی در سال ۱۹۸۰ پس از یک تحقیق طولانی‌مدت، نشان داد که اکسید کبالت با یون‌های لیتیوم می‌توانند به اندازه 4ولت انرژی تولید کنند. این یافته یک موفقیت مهم بود و به ابداع باتری‌های بسیار قدرتمندتری منجر می‌شد. با استفاده از کاتد ابداعی گودایناف به‌عنوان پایه، آکیرا یوشینو ژاپنی نخستین باتری لیتیوم یون را در سال ۱۹۸۵ ابداع کرد. وی به جای استفاده از لیتیوم راکتیو در‌اند، از «کک نفتی» (petroleum coke) استفاده کرد؛ کک نفتی ماده‌ای کربنی است که مانند اکسید کبالت کاتد می‌تواند یون‌های لیتیوم را به هم متصل کند.

این خبر را به اشتراک بگذارید