Bu yıl Nobel Kimya Ödülü Sahibi, Profesör John Goodenough (solda), Profesör Stanley Whittingham (ortada) ve Dr. Yoshino Akira (sağda)
9 Ekim, Pekin saatiyle akşam 5: 45'te, 2019 Nobel Ödülü için son doğa bilimleri ödülü açıklandı - Amerikalı kimyagerler John Goodenough ve Stanley Whittingham ( Stanley Whittingham) ve Japon kimyager Akira Yoshino (Akira Yoshino), lityum pillerin icadına çığır açan katkılarından dolayı bu yılki Kimya Ödülü'nü kazandı.
Son birkaç on yılda, aralarında lityum pillerin yer aldığı sadece bir avuç icat tüm dünyayı tamamen değiştirdi. Basit bir örnek vermek gerekirse lityum piliniz yoksa eldeki cihaz üzerinden bu haberi okuyamazsınız.
Batarya: çağın dışlanması Lityum pil nasıl ortaya çıktı? Bu 1960'lardan itibaren başlıyor. O zamanlar piller yeni bir şey değildi. Herkes uzun zamandır bir pilin iki elektrota ihtiyacı olduğunu ve iyonların hareket etmesine izin vermek için elektrotlar arasında bir elektrolite ihtiyaç olduğunu biliyordu. Pilin iki elektrotuna katot ve anot denir. Pil boşaldığında, pozitif yüklü iyonlar anottan katoda akarak akım oluşturur. İki elektrot için kullanılan malzemelerin ve elektrolitin pilin performansını belirlediği düşünülebilir. Pili dönüştürmek için bilim insanlarının çeşitli farklı malzemeleri denemeleri gerekir. Bu sıkıcı bir şey gibi görünüyor ve pek çok insan buna katılmaya istekli değil.
Model T'yi piyasaya süren Ford, yanlışlıkla batarya araştırmalarında bir artışa neden oldu, ancak 1966'da Ford bu durumu tamamen değiştirdi. Ford, ünlü Model T'yi piyasaya sürdükten sonra elektrikli araçlara yatırım yapmaya karar verdi. Ford, araç sürmek için enerji sağlamak amacıyla 15 kat daha fazla enerji depolayabilen yeni bir batarya geliştirmeyi planlıyor. Bu yeni bataryanın bir seferde sadece 1 saat şarj edilmesi gerektiği ve 322 kilometre gidebileceği öngörülüyor ki bu çok çekici geliyor. Şu andan itibaren, Ford'un söylemi tam anlamıyla gerçekleşmiş değil. Ancak bu, o zamanlar piller üzerinde bir araştırma dalgasını ateşledi. Profesör Goodenough, "Bir anda her şey değişti ve piller artık sıkıcı bir alan değildi," diye hatırladı. Bataryalara yönelik bu coşku 1970'lere kadar sürdü: Petrol krizinin etkisi altında, insanlar giderek artan bir şekilde elektrikli sürücülerin geleceğin olduğuna inanıyorlardı.
Lityum pillerin doğuşu Lityum pil, insanlar tarafından önerilen yeni pillerden biridir. O dönemde Exxon'da çalışan Dr. Whittingham, lityum pillerin prototipini yarattı. Titanyum disülfür ve lityumun yepyeni bir pil sistemi haline gelmesinin beklendiğine dikkat çekti. İkisi arasındaki elektrokimyasal reaksiyon çok hızlıdır ve ortam sıcaklığında tersine çevrilebilir. Bu, bu pili şarj edebileceğimizi gösteriyor. 1976 tarihli bir "Science" makalesinde, Dr. Whittingham titanyum disülfidin katotlar olarak kullanılabilen yeni nesil katı malzemeler olduğuna dikkat çekti.
İki sayfalık kısa kağıt lityum pilin prototipini getirdi, ancak lityum pilin prototipi yaygın olarak kullanılmadı.Bunun arkasında birçok neden var. Her şeyden önce, titanyum disülfür çok pahalıdır (o sırada kilogram başına 1.000 ABD Doları olarak fiyatlandırılmıştı) ve pil malzemesi olarak uygun değildi. İkinci olarak, hava ile temas ettikten sonra titanyum disülfür de hidrojen sülfür üretecektir. Bu molekül sadece kötü bir kokuya sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda hayvanlar için de zehirlidir. Ek olarak, lityum metalden yapılan elektrotlar çok aktiftir, bu da yangın veya patlama gibi güvenlik tehlikelerine neden olabilir. İki kez düşündükten sonra Exxon, bu lityum pilin araştırma ve geliştirme planını terk etmeye karar verdi. Ancak diğer bilim adamları bu yeni tip pilden vazgeçmediler. Sorun elektrotun malzemesinde olduğu için, belki de elektrotu değiştirmek sorunu çözebilir. 1980'de Profesör Goodenough'un ekibi bir atılım yaptı. Lityum metal oksitlerin lityum pillerin elektrotları olabileceğini buldular. Bir yandan lityum iyonlarını serbest bırakabilirken, diğer yandan daha kararlıdır ve güvenlik tehlikesi yoktur. O yıl "Malzeme Araştırma Bülteni" dergisinde ekibi, lityum kobalt oksidin (LiCoO2) lityum pillerin katot malzemesi olabileceğini gösterdi. Bugün hala bu malzemeyi lityum piller yapmak için kullanıyoruz.
Lityum pilin yapısının şematik diyagramı ve pilin diğer kutbunun gelişimi bazı bükülmeler ve dönüşlerle karşılaşmıştır. Yine 1980'de bazı bilim adamları, grafitin lityum piller için anot malzemesi olabileceğine dikkat çekti. Ancak bataryadaki bazı çözünür moleküller grafitin karbon yapısına girerek hasara neden olacaktır. Yoshino Akira ve meslektaşları, anot malzemesi olarak poliasetilen kullandı ve bir hamlede başarıya ulaştı. 1985 yılında, lityum kobalt oksit ve poliasetilen kullanarak Dr. Yoshino Akira ilk modern lityum pili üretti. 1991'de Sony ve Asahi Kasei Corporation birlikte ilk ticari lityum pili piyasaya sürdü. Yeni bir çağ geldi. O zamandan beri, bu üçü Kimya Nobel Ödülü için güçlü adaylar olarak kabul edildi, ancak ödülü defalarca kaçırdılar. Bugün bu bilim adamlarının yeniliklerinden bu yana 30 yıldan fazla zaman geçti. Bugün kendilerine verilen Nobel Kimya Ödülü, bu dünyada yaptıkları önemli değişikliklerin de en iyi tanınmasıdır!
Editör: Li Chenyan Sorumlu Editör: Jiang Peng
Kaynak: WuXi AppTec
-
- Haberler (video ile birlikte)2019 Nobel Kimya Ödülü açıklandı! Üç bilim insanı, lityum iyon piller üzerindeki araştırmalarından dolayı ödüle layık görüldü.
-
- İnsanlar orta yaşta cilt problemlerine dikkat etmediler mi? Cildi pürüzsüz ve elastik hale getirmek için bu "merhemi" uygulayın.
-
- Şangay'a vardığımda hepsinin "yerli ürünler" kullandığını öğrendim, bomba patlatılarak derinin kırılmasına şaşmamalı.
-
- Bu "küçük merhem", ister erkek ister kadın yüzüne uygulasın, yarım ay boyunca kullanın, kırışıklıklara veda edin
-
- Jingwei "hayat kurtaran krem" i tekrar çıkardı, yapan ben değildim Er ya da geç, yarım ay boyunca uygulayamayacağım ve cildim pürüzsüz ve beyaz.
-
- Sarı yüzlü kadın olmayı reddeden, her gece "krem" sürmekte ısrar eden, bomba atarak cilt kırılabilir
-
- Yüzde pek çok kırışıklık var Akıllı kadınlar bunu her gece uygular ve cilt daha beyaz ve daha hassas hale gelir.
-
- Ben değilim, bu küçük merhemi her gece yarım ay içinde sürmekte ısrar ediyorum, kırışıklıklar azaldı ve cilt beyaz ve hassas.
-
- Kayınvalide asla cilt bakımı yapmaz! Bu "küçük merhemi" her gece sürüyorum ve siliyorum, cildim beyaz ve hassas
-
- 55 yaş üstü kadın ve erkek fark etmeksizin, yüzünüzü boyamak için kullanın, 2 hafta boyunca sürün, cildiniz daha pembe ve daha genç olacaktır.
-
- Dünya Posta Günü: Bisikletlerden insansız hava araçlarına, postacıların yağmura veya parlamasına saygı gösterin
-
- Sonbaharda eve küçük yeşil bitkiler koymaz mısınız? Kendine özgü kokuyu gidererek havayı arındırın, evin kokusu lezzet dolu
