Lítium-iónová batéria, ktorá získala Nobelovu cenu za chémiu 2019

Nobelova cena za chémiu za rok 2019 bola udelená trom ľuďom z dvoch krajín v stredu 9. októbra 2019. Týmto trom vedcom bola udelená Nobelova cena za chémiu za prácu pri vývoji lítium-iónových batérií.

Traja vedci sú

  • Frances Arnold z USA
  • George Smith z USA
  • Gregory Winter z Anglicka
Nobelova cena za lítium-iónové batérie

Lítium-iónová batéria

Lítium-iónová batéria alebo tiež známa ako lítium-iónová alebo LIB batéria je nabíjateľná batéria (nabite batériu). Vo vnútri tejto batérie sa lítiové ióny po uvoľnení pohybujú od zápornej elektródy k pozitívnej elektróde a po dobití späť.

V porovnaní s tradičnou technológiou batérií sa tieto lítiové batérie nabíjajú rýchlejšie, vydržia dlhšie a majú vyššiu hustotu výkonu pre dlhšiu životnosť batérie v ľahšom balení.

Princíp fungovania lítium-iónovej batérie

Pracovný princíp lítium-iónových batérií sa v zásade líši od alkalických batérií (napríklad televíznych batérií na diaľku). Tento rozdiel poskytuje oveľa väčšiu výhodu vo vývoji batérií.

Elektródy v lítium-iónovej batérii pozostávajú z grafitu a oxidu lítneho kobaltu. Grafit má slabšie elektronické schopnosti ako zinok, ktorý sa zvyčajne používa v alkalických batériách.

Časť oxidu lítneho a kobaltu v Li-Ion batérii je schopná priťahovať elektróny oveľa silnejšie ako oxid mangánatý - čo dáva batérii schopnosť ukladať viac energie v rovnakom množstve priestoru ako alkalické batérie.

Roztok oddeľujúci grafit a oxid lítny kobaltnatý obsahuje kladne nabité ióny lítia, ktoré pri vybití a nabití batérie ľahko vytvárajú a porušujú chemické väzby.

Čítajte tiež: Opäť zaneprázdnení Čiernou dierou, poďme to preskúmať hlbšie!

Tieto chemické reakcie môžu prebiehať oboma spôsobmi, na rozdiel od tvorby oxidu zinočnatého, ktorý spôsobuje, že elektróny a ióny lítia prúdia tam a späť v mnohých cykloch nabíjania a vybíjania.

Výzvy na vývoj batérií

Proces na lítium-iónovú batériu určite neposkytuje až 100% účinnosť. Všetky batérie nakoniec strácajú schopnosť akumulovať energiu. Aj napriek tomu bola lítium-iónová chemická zlúčenina dostatočne silná na to, aby ovládla súčasnú technológiu batérií.

Hlavnou výzvou pri vývoji batérií a všeobecne skladovania energie je schopnosť skladovať energiu, preto sa vedci snažia vyrábať batérie, ktoré sú ešte lepšie, čo sa týka efektívnosti skladovania.

Vylepšenie batérie vyžaduje skúsenosti chemikov a fyzikov, aby videli zmeny na atómovej úrovni, ako aj mechanických a elektrických inžinierov, ktorí môžu navrhnúť a zostaviť batérie, ktoré napájajú zariadenie.

Odkaz

  • Vyvinuli lítiovú batériu 3, ktorú tento vedec získal Nobelovu cenu
  • Ako funguje lítiová batéria na našich mobilných telefónoch

Posledné príspevky