Нобелевский аккумулятор

Комаров С.М.
(«ХиЖ», 2019, №11)

pic_2019_11_14.jpgПремию по химии за 2019 год Нобелевский комитет присудил американцу Джону Гуденафу (Оксфордский университет, Великобритания), англичанину Стэнли Уиттингему (Университет штата Нью-Йорк в Бингемтоне, компания «Эксон», США) и японцу Ёсино Акире (Нагойский университет Мэйдзё, корпорации «Асахи Касеи», Япония). А создали они своими совместными усилиями одно из чудес двадцатого века — литий-ионный аккумулятор. Тот самый, что обеспечил информационную революцию первого десятилетия века двадцать первого.

Все мобильные средства связи получили такое распространение именно благодаря стремительному прогрессу источников энергии, ведь еще в середине девяностых мобильный телефон был редкостью и представлял собой увесистый чемоданчик, который нужно было носить в руке, но никак не в кармане или дамской сумочке. Аккумуляторную революцию начала компания «Сони», и относительно недавно, в начале 90-х, она стала использовать литий-ионные аккумуляторы в своей переносной электронике. В общем, если бы не работы лауреатов 2019 года, не было бы у нас всего того разнообразия мобильных устройств, а связь осуществлялась преимущественно через стационарные компьютеры и телефоны. Что же сделал каждый из этих исследователей? Вот как на этот вопрос отвечает член-корреспондент РАН Е.В.Антипов, заведующий кафедрой электрохимии химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова, который и сам сотрудничал с нынешними нобелевскими лауреатами:

«Стэнли Уиттингем в 70-х годах XX века показал возможность обратимого внедрения-извлечения лития в слоистых сульфидных материалах переходных металлов. В отличие от кислотных аккумуляторов, где вещества преобразуются, растворяются, эти сульфидные материалы работают без изменения кристаллической решетки. В них изменяется концентрация ионов лития и, соответственно, количество электронов в зоне проводимости, а также степень окисления переходного металла. Уиттингем показал принципиальную возможность, но характеристики были невысокими, сопоставимыми со свинец-кислотными аккумуляторами. Индустрии не было смысла идти по новому пути.

А Джон Гуденаф в 80-е показал, что в качестве материала для стока лития можно использовать сложный оксид LiCoO2. Его фундаментальная работа так и называется “LiCoO2 как катодный материал для литий-ионных аккумуляторов с высокой удельной энергией”; она во многом и задала направление работ. Но без пары, без анодного материала, способного обеспечивать устойчивую работу катода, аккумулятор не появился бы. Японский коллега предложил углеродный материал, в который можно обратимо внедрять и извлекать литий.

Первый показал принципиальную возможность, второй выявил пригодность соединения LiCoO2 для этих целей, а третий нашел “супружескую пару”, которая как раз и появилась в коммерческом продукте компании “Сони” в 1991 году. Такие аккумуляторы во многом поменяли нашу жизнь».

123

Разные разности

07.08.2020 16:00:00

Планета Проксима b не случайно привлекает пристальное внимание астрономов. Ведь сразу после ее открытия выяснилось, что это почти Земля: массу оценили в 1,3 земных, причем расположена планета в обитаемой зоне, где возможна жидкая вода. Теперь же к расследованию присоединился точнейший спектрограф ESPRESSO.

>>
07.07.2020 18:00:00

…проект ИТЭР по созданию крупнейшего в мире термоядерного реактора прошел важную веху — на место установлено основание криостата, самая большая и тяжелая часть токамака...

…созданы структуры для фотосинтеза, более эффективного, чем природный, — капли размером с клетку, содержащие мембраны хлоропластов шпината и компоненты ферментативного цикла для синтеза органических молекул из углекислого газа…

…каждая третья женщина европейского происхождения имеет «неандертальский» вариант рецептора гормона прогестерона, связанный с повышенной рождаемостью, более редким кровотечением на ранних сроках беременности и меньшим количеством выкидышей…


>>
20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>
18.05.2020 19:00:00

Коронавирусы: в семье не без урода

Найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно ученые смогут понять, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

>>
13.05.2020 17:00:00

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий...

…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них…

>>