A 2019-es kémiai Nobel-díjat két ország három emberének ítélték oda 2019. október 9-én, szerdán. Ezt a három tudóst kémiai Nobel-díjjal tüntették ki a lítium-ion akkumulátorok fejlesztésében végzett munkájáért.
A három tudós az
- Frances Arnold az Egyesült Államokból
- George Smith az Egyesült Államokból
- Gregory Winter Angliából
Lítium-ion akkumulátor
A lítium-ion akkumulátor vagy Li-ion vagy LIB akkumulátor néven újratölthető akkumulátor (töltse fel az akkumulátort). Ezen akkumulátor belsejében a lítiumionok a negatív elektródról a pozitív elektródára mozognak, amikor feloldják, és vissza, amikor újratöltődnek.
A hagyományos akkumulátortechnikához képest ezek a lítium akkumulátorok gyorsabban töltődnek, hosszabb ideig tartanak és nagyobb energiasűrűséggel rendelkeznek, hogy könnyebb csomagolásban hosszabbak legyenek az akkumulátorok.
Lítium-ion akkumulátor működési elve
Alapvetően a lítium-ion akkumulátorok működési elve eltér az alkáli elemektől (például a tv távirányítós elemektől). Ez a különbség sokkal nagyobb előnyt jelent az akkumulátor fejlesztésében.
A lítium-ion akkumulátor elektródái grafitból és lítium-kobalt-oxidból állnak. A grafit gyengébb elektronikus képességekkel rendelkezik, mint a cink, amelyet általában alkáli elemekben használnak.
A lítium-ion akkumulátor lítium-kobalt-oxid része sokkal erősebben vonzza az elektronokat, mint a mangán-oxid - ami lehetővé teszi az akkumulátor számára, hogy több energiát tároljon ugyanabban a térben, mint az alkáli elemek.
A grafitot és a lítium-kobalt-oxidot elválasztó oldat pozitív töltésű lítium-ionokat tartalmaz, amelyek az akkumulátor lemerülésekor és újratöltésekor könnyen képeznek és megszakítanak kémiai kötéseket.
Olvassa el még: Ismét elfoglalt a Fekete Lyuk miatt, nézzük át mélyebben!
Ezek a kémiai reakciók mindkétféleképpen fordulhatnak elő, ellentétben a cink-oxid képződésével, amely az elektronok és a lítium-ionok számos töltési és kisülési ciklusban történő oda-vissza áramlását okozza.
Az akkumulátor fejlesztésével kapcsolatos kihívások
A lítium-ion akkumulátorral végzett eljárás természetesen nem adja a 100% -os hatékonyságot. Valamennyi elem végül elveszíti az energiatárolási képességét. Ennek ellenére a Li-ion kémiai vegyület elég erős volt ahhoz, hogy uralja a jelenlegi akkumulátor-technológiát.
Az elemek és általában az energiatárolás fejlesztésének fő kihívása az energiatárolás képessége, ezért a tudósok megpróbálnak olyan akkumulátorokat építeni, amelyek a tárolás hatékonysága szempontjából még jobbak.
Az akkumulátor frissítéséhez vegyészek és fizikusok szakértelmére van szükség ahhoz, hogy atomi szinten lássák a változásokat, valamint gépészeti és villamosmérnökökre, akik megtervezhetik és összeszerelhetik az eszközt tápláló akkumulátorokat.
Referencia
- Fejlessze ki a lítiumelemet 3, ez a tudós elnyerte a Nobel-díjat
- Hogyan működik a lítium akkumulátor a mobiltelefonjainkon?
