Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za rok 2019 przyznano trzem osobom z dwóch krajów w środę, 9 października 2019 r. Trzej naukowcy otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za pracę nad opracowaniem akumulatorów litowo-jonowych.
Trzej naukowcy są
- Frances Arnold ze Stanów Zjednoczonych
- George Smith ze Stanów Zjednoczonych
- Gregory Winter z Anglii
Bateria litowo-jonowa
Akumulator litowo-jonowy lub znany również jako akumulator litowo-jonowy lub akumulator LIB jest akumulatorem . W tej baterii jony litu przemieszczają się z elektrody ujemnej do elektrody dodatniej, gdy jest ona uwalniana, iz powrotem, gdy jest ładowana.
W porównaniu z tradycyjną technologią baterii, te baterie litowe ładują się szybciej, działają dłużej i mają wyższą gęstość mocy, co zapewnia dłuższą żywotność baterii w lżejszym opakowaniu.
Zasada działania akumulatora litowo-jonowego
Zasadniczo zasada działania baterii litowo-jonowych różni się od baterii alkalicznych (takich jak baterie do pilota telewizora). Ta różnica zapewnia znacznie większą przewagę w rozwoju baterii.
Elektrody w baterii litowo-jonowej składają się z grafitu i tlenku kobaltu litu. Grafit ma słabsze możliwości elektroniczne niż cynk, który jest zwykle używany w bateriach alkalicznych.
Część zawierająca tlenek kobaltu litu w akumulatorze litowo-jonowym jest w stanie przyciągać elektrony znacznie silniej niż tlenek manganu - co daje akumulatorowi zdolność magazynowania większej ilości energii na tej samej przestrzeni niż baterie alkaliczne.
Roztwór oddzielający grafit i tlenek kobaltu litu zawiera dodatnio naładowane jony litu, które łatwo tworzą i zrywają wiązania chemiczne, gdy akumulator jest rozładowywany i ładowany.
Przeczytaj także: Znowu zajęty Black Hole, przyjrzyjmy się temu dokładniej!
Te reakcje chemiczne mogą zachodzić w obie strony, w przeciwieństwie do tworzenia się tlenku cynku, który powoduje przepływ elektronów i jonów litu tam iz powrotem w wielu cyklach ładowania i rozładowania.
Wyzwania związane z rozwojem baterii
Proces na akumulatorze litowo-jonowym z pewnością nie daje 100% wydajności. Wszystkie baterie ostatecznie tracą zdolność magazynowania energii. Mimo to związek chemiczny litowo-jonowy był wystarczająco silny, aby zdominować obecną technologię akumulatorów.
Głównym wyzwaniem przy opracowywaniu akumulatorów i ogólnie magazynowania energii jest zdolność do magazynowania energii, dlatego naukowcy próbują zbudować akumulatory, które są jeszcze lepsze pod względem wydajności magazynowania.
Modernizacja baterii wymaga wiedzy chemików i fizyków, aby dostrzec zmiany na poziomie atomowym, a także inżynierów mechaników i elektryków, którzy mogą zaprojektować i zmontować zestawy baterii zasilające urządzenie.
Odniesienie
- Opracuj baterię litową 3, ten naukowiec zdobył Nagrodę Nobla
- Jak działa bateria litowa, włącza nasze telefony komórkowe
