Нобелевскую премию по химии присудили за развитие литий-ионных батарей
Нобелевская премия по химии в 2019 году присуждена американскому физику Джону Гуденафу, британскому химику Стэнли Уиттингэму и японскому химику Акире Йошино за развитие литий-ионных батарей. Подробнее о работе ученых можно прочесть в пресс-релизе на сайте Нобелевского комитета.
Практически все современные электронные устройства, от смартфонов до электромобилей, работают за счет литий-ионных аккумуляторов, разработанных в 1970-1980-х годах. В основе работы этих накопителей энергии лежат электрохимические реакции окисления металлического лития, входящего в состав анода (положительный электрод). Во время разрядки литий окисляется и в виде катиона (положительно заряженный ион) движется к катоду (отрицательный электрод). Во время зарядки все происходит наоборот: под электрическим напряжением катионы лития выходят из катода и движутся к аноду, где идет восстановление.
Главной задачей при разработке литий-ионных аккумуляторов было определиться с катодным материалом. В 1973 году Стэнли Уиттингэм предложил использовать для этого сульфиды титана, которые могут интеркалировать (обратимое включение молекулы между другими молекулами) в себя ионы лития. В 1976 году сделали первый такой аккумулятор.
Джон Гуденаф в 1979-1980 годах предложил заменить сульфид титана и соответствующий интеркалят на материалы на основе оксида кобальта. Так были созданы литий-ионные аккумуляторы на основе кобальтита лития.
Коллектив ученых под руководством Акиры Йошино в 1985 году продвинулся еще дальше, развивая литий-ионные аккумуляторы. Было предложено использовать аноды на основе сажи, которая появляется при разложении углеводородов. Такой материал содержит в себе аморфную сажу, а также кристаллические графитоподобные фрагменты. Материал может включать в себя много лития, что увеличивает энергоемкость аккумуляторов. Кроме этого, усилиями Йошино аккумуляторы стали безопаснее: снизилась вероятность их возгорания или взрыва при повреждении.
В 2018 году награду получили Фрэнсис Арнольд за направленную эволюцию ферментов, а также Джордж Смит и сэр Грегори Винтер за фаговый дисплей пептидов и антител.
Ранее были объявлены Нобелевские лауреаты этого года в других областях. Премии по медицине удостоились британец сэр Питер Рэтклиф и американцы Уильям Келин-младший и Грегг Семенца за исследования того, как клетки реагируют на кислород и его отсутствие.
Лауреатами премии по физике стали канадец Джеймс Пиблз за теоретические открытия в области космологии, а также Мишель Майор и Дидье Кело за открытие первой экзопланеты на орбите солнцеподобной звезды — горячего Юпитера, вращающегося вокруг желтого карлика Гельветиоса в созвездии Пегаса.
10 октября объявят лауреатов в области литературы за 2018 и 2019 годы, так как в прошлом году премия не присуждалась.
Вручать Нобелевские медали будут 10 декабря в Стокгольме на традиционной официальной церемонии.
