Az idei kémiai Nobel-díj a lítiumion akkumulátor megalkotásáért járt. Az újratölthető, nagy teljesítményű, ráadásul könnyű, azaz hordozható akkumulátort a mobiltelefonoktól a laptopokig és az elektromos járművekig világszerte használják. Ezek táplálják hordozható elektronikai eszközeinket, amelyeket kommunikációhoz, munkához, tanuláshoz, zenehallgatáshoz használunk. A lítiumakkumulátorok tették lehetővé a nagy hatótávolságú elektromos autók fejlesztését.
A lítiumion akkumulátor kutatása az 1970-es évek olajválságának idején indult. Stanley Whittingham olyan módszereken dolgozott, amelyek fosszilis tüzelőanyagoktól mentes technológiákhoz vezethetnek. Szupravezetőkkel kísérletezett, közben felfedezett egy anyagot – a titán-diszulfidot –, amelynek segítségével különleges katódot készített lítiumelemhez. John Goodenough azt jósolta, hogy a katód még nagyobb potenciállal bír, ha fémszulfid helyett fémoxidból készítik. Hosszas kutatás után 1980-ban kimutatta, hogy kobaltoxiddal akár négy volt cellafeszültséget is kaphatnak – a hagyományos ceruzaelemek másfél voltosak.
Fotó: Reuters
Ez fontos áttörés volt, hiszen ezután sokkal erősebb akkumulátorok készülhettek . Goodenough ötlete alapján Josino Akira (anódként szénszármazékot használva) 1985-ben létrehozta az első életképes lítiumion akkumulátort. Az első ilyen termék 1991-ben került kereskedelmi forgalomba. Az eredmény egy könnyű, tartós akkumulátor lett, amely több százszor feltölthető. (A lítiumion akkumulátorok előnye, hogy nem az elektródákat lebontó kémiai reakciókon alapul, hanem az anód és a katód között oda- és visszaáramló lítiumionokon.)
– A tudományos közösség régóta várt erre az elismerésre. Tíz évvel ezelőtt is megkaphatták volna ezt a díjat – reagált a bejelentésre Janáky Csaba, a Szegedi Tudományegyetem docense, aki konferenciákon több alkalommal találkozott John B. Goodenough-fal. Az amerikai ma is aktív, kutatócsoportjával új vegyületeket próbál előállítani. A szegedi vegyész szerint a három kutató új világot teremtett. Azonban már valami újra van szükség, mert bolygónk lítiumkészletei – a fém zöme három dél-amerikai országban található – vészesen fogyatkoznak.
