Перезаряжаемый мир. За что дали Нобелевскую премию по химии?

В Стокгольме объявили лауреатов Нобелевской премии по химии за 2019 год. Награда досталась американцам Джону Гуденафу и Стенли Уиттингхему, а также японцу Акире Ёсино. Премия присуждена «за разработку литий-ионных аккумуляторов».

Статья по теме

Против рака. За что дали Нобелевскую премию по медицине и физиологии?

Энергия на каждый день

Более полезное изобретение в наше время трудно придумать. Литий-ионные аккумуляторы сейчас есть практически в каждом электронном устройстве, будь то смартфон, планшет, ноутбук и даже электромобиль. Принцип работы этих накопителей энергии основан на электрохимических реакциях окисления металлического лития. 

Разработка литий-ионных аккумуляторов началась в 1970-х годах. Тогда в мире разразился очередной нефтяной кризис. Главной целью научных исследований был выбор материалов для катода. Американский химик Стэнли Уиттингхем изучал сверхпроводники и обнаружил чрезвычайно энергоёмкий материал: сульфид титана. В 1973 году он решил использовать его в качестве катодного материала, и уже через три года был создан первый такой аккумулятор. Чуть позже другой американский учёный — Джон Гуденаф — предложил заменить сульфид титана на материалы на основе оксида кобальта. Так появились батареи, которые принято называть литий-ионными.

Эксперты, комментирующие присуждение Нобелевских премий, давно говорили о том, что разработка литий-ионных аккумуляторов заслуживает этой награды. И вот наконец это произошло. «Они создали перезаряжаемый мир», — говорится в пресс-релизе Нобелевского комитета.

Технология батарей

Третий лауреат Нобелевской премии по химии — японец Акира Ёсино — смог сделать первую коммерчески жизнеспособную литий-ионную батарею. Дело было в 1985 году. В результате его работ получился износостойкий и лёгкий аккумулятор, который можно заряжать сотни раз, прежде чем его характеристики ухудшатся. По своей электрической ёмкости он втрое превосходил традиционные никель-кадмиевые и никель-водородные батареи. 

Изобретение Акиры Ёсино решило одну из самых насущных проблем современной электротехники: оно привело к созданию компактных и чрезвычайно лёгких источников питания. Кстати, в 2013 году он был отмечен международной премией «Глобальная энергия», учреждённой в России. 

«Это абсолютно заслуженная награда. Эти открытия изменили нашу повседневную жизнь, — говорит доктор химических наук, профессор МГУ, член-корреспондент РАН Евгений Антипов. — Джон Гуденаф — физик по образованию — проложил мостик между физикой и химией. Химики объясняют, почему образуется вещество, но учёный на этом не остановился. Гуденаф построил взаимосвязь между строением, химическим составом соединения и его физическими свойствами. Он совершил фундаментальные открытия в областях магнетизма и сверхпроводимости. В том числе и литий-ионные батареи — одно из самых важных открытий, которые мы широко используем. Есть известная цитата, с которой я не могу не согласиться: „Технология батарей определяет ход развития человечества“».