В среду, 9 октября 2019 года, Нобелевская премия по химии была присуждена трем людям из двух стран. Эти три ученых были удостоены Нобелевской премии по химии за их работу по разработке литий-ионных батарей.
Трое ученых
- Фрэнсис Арнольд из США
- Джордж Смит из США
- Грегори Винтер из Англии
Литий-ионный аккумулятор
Литий-ионная батарея, также известная как литий-ионная или LIB-батарея, является перезаряжаемой батареей . В этой батарее ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному, когда он высвобождается, и обратно, когда он заряжается.
По сравнению с традиционными аккумуляторными батареями эти литиевые батареи заряжаются быстрее, служат дольше и имеют более высокую удельную мощность для увеличения срока службы батареи в более легком корпусе.
Принцип работы литий-ионного аккумулятора
По сути, принцип работы литий-ионных батарей отличается от щелочных батарей (например, батарей для пульта ДУ). Эта разница дает гораздо большее преимущество при разработке батарей.
Электроды литий-ионной батареи состоят из графита и оксида литий-кобальта. Графит имеет более слабые электронные возможности, чем цинк, который обычно используется в щелочных батареях.
Литий-кобальтовая часть литий-ионной батареи способна притягивать электроны намного сильнее, чем оксид марганца, что дает батарее способность хранить больше энергии в том же объеме пространства, чем щелочные батареи.
Раствор, разделяющий графит и оксид лития-кобальта, содержит положительно заряженные ионы лития, которые легко образуют и разрывают химические связи, когда аккумулятор разряжается и заряжается.
Также читайте: Снова занята Black Hole, давайте рассмотрим ее более глубоко!
Эти химические реакции могут происходить в обоих направлениях, в отличие от образования оксида цинка, который заставляет электроны и ионы лития перемещаться вперед и назад во многих циклах зарядки и разрядки.
Проблемы разработки батарей
Процесс на литий-ионной батарее, конечно, не обеспечивает до 100% эффективности. Все батареи со временем теряют способность накапливать энергию. Несмотря на это, литий-ионный химический состав оказался достаточно сильным, чтобы доминировать в современных технологиях производства аккумуляторов.
Основная проблема при разработке батарей и накопителей энергии в целом - это способность хранить энергию, поэтому ученые пытаются создать батареи, которые будут еще лучше с точки зрения эффективности хранения.
Обновление батареи требует опыта химиков и физиков, чтобы увидеть изменения на атомарном уровне, а также инженеров-механиков и электриков, которые могут спроектировать и собрать аккумуляторные блоки, питающие устройство.
Справка
- За разработку литиевой батареи 3 этот ученый получил Нобелевскую премию
- Как работает литиевая батарея в наших мобильных телефонах