Phát triển pin lithium-ion đoạt giải Nobel hóa học – Tin mới nhất.

Tin tức khoa học chủ đề Phát triển pin lithium-ion đoạt giải Nobel hóa học
tại website Blogradio.org | Tin mới cập nhật hôm nay.

Phát triển pin lithium-ion đoạt giải Nobel hóa học
tin được nhiều người quan tâm.

Việc tạo ra một thế giới có thể sạc lại đã mang về cho ba nhà khoa học giải Nobel hóa học 2019.

John B. Goodenough của Đại học Texas ở Austin, M. Stanley Whittingham của Đại học Binghamton ở New York và Akira Yoshino của Tập đoàn Asahi Kasei ở Tokyo và Đại học Meijo ở Nagoya, Nhật Bản, đã chiến thắng vì những đóng góp của họ trong việc phát triển pin lithium-ion .

Những loại pin nhẹ, có thể sạc lại này cung cấp năng lượng cho mọi thứ, từ thiết bị điện tử di động đến ô tô điện và xe đạp, đồng thời cung cấp cách lưu trữ năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo nhưng nhất thời, như ánh sáng mặt trời và gió.

Olof Ramström, nhà hóa học tại Đại học Massachusetts Lowell và thành viên của Ủy ban Nobel hóa học 2019, cho biết: “Loại pin này đã có tác động đáng kể đến xã hội của chúng ta. trong buổi thông báo giải thưởng của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển ở Stockholm. “Rõ ràng là những khám phá của ba người đoạt giải của chúng tôi đã thực sự biến điều này thành hiện thực. Nó thực sự vì lợi ích tốt nhất của loài người. ”

Những người đoạt giải mới này sẽ chia đều giải thưởng trị giá 9 triệu kronor Thụy Điển (khoảng 900.000 USD). Goodenough, 97 tuổi, là người già nhất từng nhận giải Nobel.

Yang Shao-Horn, một nhà hóa học và kỹ sư tại MIT cho biết: “John là một nhà khoa học tuyệt vời, với trực giác đáng kinh ngạc và là một con người tuyệt vời, người đã truyền cảm hứng cho nhiều thế hệ nhà khoa học và kỹ sư bằng thái độ tích cực, sự trung thực và sự tò mò vô bờ bến.

Pin lưu trữ năng lượng điện dưới dạng năng lượng hóa học và có ba phần chính: hai điện cực (cực dương hoặc điện cực âm và cực âm, dương) và chất điện phân, giúp các ion di chuyển bên trong pin. Các phản ứng hóa học ở một đầu của pin, ở cực dương, giải phóng các điện tử truyền qua mạch đến đầu kia và được cực âm chấp nhận, tạo thành dòng điện có thể cung cấp năng lượng cho đèn pin, điện thoại di động hoặc ô tô.

Alessandro Volta đã trình diễn pin điện đầu tiên vào năm 1800, và các nhà khoa học đã nỗ lực chế tạo pin tốt hơn kể từ đó – chủ yếu bằng cách tìm kiếm vật liệu anốt có thể giải phóng nhiều điện tử hơn và vật liệu catốt có thể thu hút chúng tốt hơn.

Vào những năm 1970, Whittingham bắt đầu thử nghiệm với liti làm vật liệu cực dương, vì nó rất nhẹ và nó dễ dàng giải phóng các điện tử và các ion liti tích điện dương. Đề án pin có thể sạc lại của ông sử dụng một cực âm làm bằng titan disulfua, chứa nhiều lớp có thể chứa các ion lithium giải phóng từ cực dương. Khi làm việc với công ty năng lượng Exxon, Whittingham đã kết hợp kim loại lithium và titan disulfide trong pin, tạo ra pin lithium đầu tiên. Pin của anh ta có 2 vôn.

Pin lithium-ion Whittingham
M. Stanley Whittingham đã phát minh ra loại pin sạc lại dựa trên lithium đầu tiên (minh họa), sử dụng cực âm bằng titan disulfua. Khi pin 2 vôn này được sử dụng, các điện tử từ cực dương của liti kim loại chạy qua một mạch điện để cung cấp năng lượng cho thiết bị bên ngoài, trong khi các ion liti dương đi từ cực dương qua chất điện phân đến cực âm. Ở đó, các ion dương có thể chui vào giữa các lớp titan disulfua. Việc sạc lại pin buộc các ion lithium này chảy ngược qua pin về vị trí bắt đầu của chúng ở cực dương.© Johan Jarnestad / Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển
Pin lithium-ion Whittingham
M. Stanley Whittingham đã phát minh ra loại pin sạc lại dựa trên lithium đầu tiên (minh họa), sử dụng cực âm bằng titan disulfua. Khi sử dụng pin 2 vôn này, các electron từ cực dương liti bằng kim loại chạy qua một mạch điện để cung cấp năng lượng cho thiết bị bên ngoài, trong khi các ion liti dương đi từ cực âm qua chất điện phân đến cực dương. Ở đó, các ion dương có thể chui vào giữa các lớp titan disulfua. Việc sạc lại pin buộc các ion lithium này chảy ngược qua pin về vị trí bắt đầu của chúng ở cực dương.© Johan Jarnestad / Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển

Nhưng kim loại liti bao gồm cực dương ban đầu của Whittingham có khả năng hình thành các khuyết tật được gọi là đuôi gai (SN: 26/10/17) có thể gây đoản mạch và phát nổ pin. Vì vậy, các nhà phát triển đã thêm nhôm vào cực dương lithium và hoán đổi chất điện phân được kẹp giữa cực dương và cực âm để làm cho pin an toàn hơn khi sử dụng hàng ngày.

Sau đó, vào cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980, Goodenough đã tìm cách cải thiện cực âm của Whittingham bằng cách sử dụng oxit coban để thay thế. Vật liệu này được phân lớp giống như titan disulfua, nhưng có thể chứa nhiều ion hơn trong các lớp của nó. Sự đổi mới của Goodenough đã tăng gấp đôi tiềm năng điện áp của pin lithium lên 4 volt, “một bước nhảy vọt khổng lồ trong thế giới pin”, Ramström cho biết trong cuộc họp báo. (Nhiều điện thoại thông minh ngày nay sử dụng pin lithium có điện áp khoảng 4 volt.) Nhưng pin vẫn sử dụng kim loại lithium làm cực dương.

Pin lithium-ion đủ
John Goodenough đã cải tiến thiết kế pin của M. Stanley Whittingham bằng cách sử dụng cực âm oxit coban, giúp tăng gấp đôi điện áp.© Johan Jarnestad / Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển
Pin lithium-ion đủ
John Goodenough đã cải tiến thiết kế pin của M. Stanley Whittingham bằng cách sử dụng cực âm oxit coban, giúp tăng gấp đôi điện áp.© Johan Jarnestad / Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển

Năm 1985, Yoshino khám phá bằng cách sử dụng một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất dầu mỏ gọi là than cốc làm cực dương. Giống như oxit coban, than cốc dầu mỏ được phân lớp mịn và mặc dù không được làm bằng liti, nó có thể lưu trữ các ion liti khi được sạc. Khi được ghép nối với cực âm của Goodenough, vật liệu cực dương của Yoshino đã tạo ra một loại pin 4 volt an toàn hơn, bền hơn, nhẹ hơn và có thể sạc lại. Thiết kế cơ bản đó đã được sử dụng trong pin lithium-ion thương mại đầu tiên vào năm 1991.

“Sự tò mò là động lực chính cho tôi,” Yoshino nói trong cuộc họp báo ở Stockholm.

Pin lithium-ion Yoshino
Akira Yoshino đã thay thế cực dương kim loại lithium bằng vật liệu than cốc dầu mỏ an toàn hơn, mở đường cho các loại pin lithium-ion mạnh mẽ, khả thi về mặt thương mại.© Johan Jarnestad / Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển
Pin lithium-ion Yoshino
Akira Yoshino đã thay thế cực dương kim loại lithium bằng vật liệu than cốc dầu mỏ an toàn hơn, mở đường cho các loại pin lithium-ion mạnh mẽ, khả thi về mặt thương mại.© Johan Jarnestad / Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển

Những loại pin lithium-ion đời đầu này cung cấp năng lượng gấp đôi so với lựa chọn tốt nhất tiếp theo và có thể được sạc hàng trăm lần trước khi hiệu suất của chúng bắt đầu bị ảnh hưởng.

“Nó rất tốt, cảm thấy rằng nghiên cứu của một người thực sự đã tạo ra một cái gì đó. Như người ta vẫn nói, nó không chỉ rơi trong sọt rác, ”Whittingham nói trong một cuộc họp từ xa vào ngày 9 tháng 10, ngay sau bữa tối vào phút cuối để vinh danh ông ở Đức, nơi ông đang đi du lịch vào thời điểm đó.

Kelsey Hatzell, một nhà nghiên cứu pin tại Đại học Vanderbilt ở Nashville, cho biết: “Việc công bố giải Nobel là“ thực sự gây xúc động cho cộng đồng pin ”. “Công việc của Stan và Akira và John rất có ý nghĩa.… Bạn không thể tưởng tượng được việc trải qua cuộc sống hàng ngày của mình mà không sử dụng nửa tá thiết bị khác nhau sử dụng pin lithium-ion”, bao gồm điện thoại, máy tính và các thiết bị liên lạc khác.

Goodenough nói trong một cuộc họp báo ở London vào ngày 9 tháng 10. “Tôi rất vui vì công việc của mình đã giúp ích cho khả năng giao tiếp của mọi người trên khắp thế giới.“ Chúng tôi cần xây dựng mối quan hệ chứ không phải bức tường và tôi rất vui khi mọi người sử dụng điều này làm việc tốt chứ không phải cho điều ác. “

Khi được hỏi liệu anh ấy có mong thắng hay không và sẽ làm gì với số tiền thưởng, Goodenough trả lời: “Tôi không mong đợi gì cả! Đó là một ngày rất nhiều sự kiện, đó là tất cả những gì tôi có thể nói, và tôi rất biết ơn mọi người…. Phần tiền thắng cược của tôi sẽ được chuyển đến trường đại học của tôi để hỗ trợ những người làm việc ở đó ”.

Goodenough có thể không đoán trước được vinh dự này, nhưng các nhà nghiên cứu khác từ lâu đã coi ông là một nhân tố giành giải Nobel hóa học. “Những người trong lĩnh vực điện hóa học… đã đặt anh ấy là số một trong [Nobel prediction] danh sách trong nhiều năm và nhiều năm và nhiều năm và nhiều năm, ”nhà hóa học Amanda Morris của Virginia Tech ở Blacksburg cho biết. “Thật sự rất tuyệt khi thấy anh ấy và những người nhận khác cuối cùng cũng được công nhận.”

Pin Lithium-ion hiện hoạt động tốt hơn nhiều so với những loại pin trên thị trường vào năm 1991. “Trong hơn hai thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã làm việc rất chăm chỉ để thúc đẩy [rechargeable batteries’] năng lượng. Năng lượng đã tăng gấp đôi – thậm chí tăng gấp ba trong một số trường hợp, và vòng đời của chu kỳ đã được cải thiện rất nhiều, ”Shao-Horn nói. Ngày nay, bạn có thể sạc lại những viên pin này hàng nghìn lần. Pin cũng trở nên an toàn hơn và rẻ hơn (SN: 13/1/17).

Nhà hóa sinh Bonnie Charpentier, chủ tịch Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ và phó chủ tịch cấp cao về quản lý, chất lượng và an toàn thuốc tại công ty dược sinh học Cytokinetics, cho biết: , Inc.

Hơn nữa, “đây là năm quốc tế của bảng tuần hoàn các nguyên tố, vì vậy, thật vui khi có một giải Nobel thực sự đặt tên cho một nguyên tố,” cô nói (SN: 1/8/19).

Các nhà nghiên cứu hiện đang phát triển các loại pin lithium có thể sạc lại khác nhau, chẳng hạn như lithium-oxy (SN: 23/8/18) hoặc liti-lưu huỳnh (SN: 1/9/17), có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn trong một gói nhẹ hơn so với pin lithium-ion truyền thống. Các nhà khoa học khác, Hatzell cho biết, đang cố gắng tìm ra cách tái chế hiệu quả pin lithium-ion hoặc chế tạo pin sử dụng các nguồn tài nguyên bền vững hơn (SN: 5/7/19) so với các tế bào điện ngày nay.


Vậy là bạn đã có thêm nhiều thông tin về chủ đề Phát triển pin lithium-ion đoạt giải Nobel hóa học
rồi nhé. Blogradio tin rằng bạn đã có nhiều kiến thức khoa học hữu ích rồi. Ngoài đọc bài viết này bạn có thể xem thêm nhiều tin tức khoa học – Công nghệ khác tại đây nhé: Xem tại đây.

Phát triển pin lithium-ion đoạt giải Nobel hóa học

Từ khoá liên quan đến chủ đề Phát triển pin lithium-ion đoạt giải Nobel hóa học

#Phát #triển #pin #lithiumion #đoạt #giải #Nobel #hóa #học.

Chân thành cảm ơn bạn đã đồng hành cùng Blogradio.

Nguồn: www.sciencenews.org

READ  Phát hiện hóa thạch thú tiền sử có hàm răng kỳ quái - Tin khoa học công nghệ hay nhất

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.