Нобеловата награда за химия за 2019 г. бе присъдена на трима души от две държави в сряда, 9 октомври 2019 г. Тези трима учени са удостоени с Нобелова награда за химия за тяхната работа в разработването на литиево-йонни батерии.
Тримата учени са
- Франсис Арнолд от САЩ
- Джордж Смит от САЩ
- Грегъри Уинтър от Англия
Литиево-йонна батерия
Литиево-йонните батерии или известни също като Li-ion или LIB батерии са една от акумулаторните батерии . В тази батерия литиевите йони се придвижват от отрицателния електрод към положителния електрод, когато се освободи и обратно, когато се презареди.
В сравнение с традиционната технология на батериите, тези литиеви батерии се зареждат по-бързо, издържат по-дълго и имат по-висока плътност на мощността за по-дълъг живот на батерията в по-лек пакет.
Принцип на работа на литиево-йонна батерия
По принцип принципът на работа на литиево-йонните батерии се различава от алкалните батерии (като телевизионни дистанционни батерии). Тази разлика осигурява много по-голямо предимство в развитието на батерията.
Електродите в литиево-йонна батерия се състоят от графит и литиев кобалтов оксид. Графитът има по-слаби електронни възможности от цинка, който обикновено се използва в алкални батерии.
Частта от литиево-кобалтов оксид на Li-Ion батерията е в състояние да привлича електрони много по-силно от мангановия оксид - което дава на батерията способността да съхранява повече енергия в същото количество пространство, отколкото алкалните батерии.
Разтворът, разделящ графита и литиевия кобалтов оксид, съдържа положително заредени литиеви йони, които лесно се образуват и разрушават химични връзки, когато батерията се изтощи и презареди.
Прочетете също: Отново зает за Черната дупка, нека го прегледаме по-задълбочено!
Тези химични реакции могат да протичат и по двата начина, за разлика от образуването на цинков оксид, който кара електроните и литиевите йони да текат напред-назад в много цикли на зареждане и разреждане.
Предизвикателства за развитието на батерията
Процесът на литиево-йонната батерия със сигурност не осигурява до 100% ефективност. Всички батерии в крайна сметка губят способността си да съхраняват енергия. Въпреки това химичното съединение Li-йон беше достатъчно силно, за да доминира в настоящата технология на батериите.
Основното предизвикателство в развитието на батериите и енергийното съхранение като цяло е способността да се съхранява енергия, така че учените се опитват да създадат батерии, които са дори по-добри по отношение на ефективността на съхранението.
Надстройката на батерията изисква опит на химици и физици, за да се видят промени на атомно ниво, както и на машинни и електроинженери, които могат да проектират и сглобят батерийните блокове, които захранват устройството.
Справка
- Разработване на литиева батерия 3 този учен спечели Нобелова награда
- Как работи литиевата батерия, включва нашите мобилни телефони
