Ett litiumjonbatteri som vann Nobelpriset i kemi 2019

Nobelpriset i kemi 2019 delades ut till tre personer från två länder onsdagen den 9 oktober 2019. Dessa tre forskare har tilldelats Nobelpriset i kemi för sitt arbete med att utveckla litiumjonbatterier.

De tre forskarna är det

  • Frances Arnold från USA
  • George Smith från USA
  • Gregory Winter från England
Nobelpris för litiumjonbatterier

Litium jon batteri

Litiumjonbatteriet eller även känt som ett Li-ion- eller LIB-batteri är ett uppladdningsbart batteri . I detta batteri rör sig litiumjoner från den negativa elektroden till den positiva elektroden när den släpps och tillbaka när den laddas.

Jämfört med traditionell batteriteknik laddas dessa litiumbatterier snabbare, håller längre och har en högre effekttäthet för längre batteritid i ett lättare paket.

Litiumjonbatteriets arbetsprincip

I princip skiljer sig arbetsprincipen för litiumjonbatterier från alkaliska batterier (t.ex. tv-fjärrbatterier). Denna skillnad ger en mycket större fördel i batteriets utveckling.

Elektroderna i ett litiumjonbatteri består av grafit och litiumkobaltoxid. Grafit har svagare elektroniska funktioner än zink som vanligtvis används i alkaliska batterier.

Litiumkobaltoxiddelen av Li-ion-batteriet kan attrahera elektroner mycket starkare än manganoxid - vilket ger batteriet möjlighet att lagra mer energi i samma mängd utrymme än alkaliska batterier.

Lösningen som separerar grafit och litiumkobaltoxid innehåller positivt laddade litiumjoner, som enkelt bildar och bryter kemiska bindningar när batteriet laddas ur och laddas.

Läs också: Återigen upptagen med Black Hole, låt oss granska det djupare!

Dessa kemiska reaktioner kan inträffa på båda sätten, till skillnad från bildandet av zinkoxid, vilket får elektroner och litiumjoner att strömma fram och tillbaka i många laddnings- och urladdningscykler.

Utmaningar för batteriutveckling

Processen på litiumjonbatteriet ger verkligen inte upp till 100% effektivitet. Alla batterier tappar så småningom sin förmåga att lagra energi. Ändå har den Li-jon kemiska föreningen varit tillräckligt stark för att dominera nuvarande batteriteknik.

Den största utmaningen i utvecklingen av batterier och energilagring i allmänhet är förmågan att lagra energi, så forskare försöker bygga batterier som är ännu bättre när det gäller lagringseffektivitet.

Uppgradering av ett batteri kräver expertis från kemister och fysiker för att se förändringar på atomnivå, samt mekaniska och elektriska ingenjörer som kan designa och montera batteripaket som driver enheten.

Referens

  • Utveckla litiumbatteriet 3 som denna forskare vann Nobelpriset
  • Hur fungerar litiumbatteriet på våra mobiltelefoner