Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften hat beschlossen, den Nobelpreis für Chemie 2019 an John B. Goodenough von der University of Texas in Austin, USA, M. Stanley Whittingham von der Binghamton University, State University of New York, USA, und Akira Yoshino von der Asahi Kasei Corporation, Tokio, Japan, und der Meijo University, Nagoya, Japan, "für die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien" zu verleihen.
Sie schufen eine wiederaufladbare Welt
Eine Illustration der drei Gewinner des Nobelpreises für Chemie 2019. Von links: John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham und Akira Yoshino. (Eine Illustration der drei Gewinner des Nobelpreises für Chemie 2019. Von links: John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham und Akira Yoshino. Niklas Elmedhed/Nobel Media)
Der Nobelpreis für Chemie 2019 wird für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie verliehen. Diese leichte, wiederaufladbare und leistungsstarke Batterie wird heute in allen Bereichen eingesetzt, von Mobiltelefonen über Laptops bis hin zu Elektrofahrzeugen. Sie kann auch erhebliche Mengen an Energie aus Sonnen- und Windenergie speichern und ermöglicht so eine Gesellschaft ohne fossile Brennstoffe.
Lithium-Ionen-Batterien werden weltweit eingesetzt, um tragbare elektronische Geräte zu betreiben, mit denen wir kommunizieren, arbeiten, lernen, Musik hören und nach Wissen suchen. Lithium-Ionen-Batterien haben auch die Entwicklung von Elektroautos mit großer Reichweite und die Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen wie Sonnen- und Windenergie ermöglicht.
Der Grundstein für die Lithium-Ionen-Batterie wurde während der Ölkrise in den 1970er Jahren gelegt. Stanley Whittingham arbeitete an der Entwicklung von Methoden, die zu Energietechnologien ohne fossile Brennstoffe führen könnten. Er begann mit der Erforschung von Supraleitern und entdeckte ein extrem energiereiches Material, das er zur Entwicklung einer neuartigen Kathode in einer Lithiumbatterie verwendete. Diese wurde aus Titandisulfid hergestellt, das auf molekularer Ebene Räume aufweist, die Lithiumionen aufnehmen - einlagern - können.
Die Anode der Batterie bestand zum Teil aus metallischem Lithium, das einen starken Drang zur Abgabe von Elektronen hat. Das Ergebnis war eine Batterie, die im wahrsten Sinne des Wortes ein großes Potenzial hatte, nämlich knapp über zwei Volt. Metallisches Lithium ist jedoch reaktiv und die Batterie war zu explosiv, um lebensfähig zu sein.
John Goodenough sagte voraus, dass die Kathode ein noch größeres Potenzial haben würde, wenn sie aus einem Metalloxid statt aus einem Metallsulfid hergestellt würde. Nach einer systematischen Suche wies er 1980 nach, dass Kobaltoxid mit eingelagerten Lithium-Ionen bis zu vier Volt erzeugen kann. Dies war ein wichtiger Durchbruch, der zu wesentlich leistungsfähigeren Batterien führen sollte.
Auf der Grundlage von Goodenoughs Kathode entwickelte Akira Yoshino 1985 die erste kommerziell nutzbare Lithium-Ionen-Batterie. Anstatt reaktives Lithium in der Anode zu verwenden, setzte er Petrolkoks ein, ein Kohlenstoffmaterial, das wie das Kobaltoxid der Kathode Lithiumionen einlagern kann.
Das Ergebnis war eine leichte, widerstandsfähige Batterie, die Hunderte von Malen geladen werden konnte, bevor ihre Leistung nachließ. Der Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien besteht darin, dass sie nicht auf chemischen Reaktionen beruhen, die die Elektroden zersetzen, sondern auf Lithiumionen, die zwischen Anode und Kathode hin- und herfließen.
Lithium-Ionen-Batterien haben unser Leben revolutioniert, seit sie 1991 erstmals auf den Markt kamen. Sie haben den Grundstein für eine drahtlose Gesellschaft ohne fossile Brennstoffe gelegt und sind von größtem Nutzen für die Menschheit.
John B. Goodenough, geboren 1922 in Jena, Deutschland. Promotion 1952 an der Universität von Chicago, USA. Virginia H. Cockrell-Lehrstuhl für Ingenieurwissenschaften an der Universität von Texas in Austin, USA.
M. Stanley Whittingham, geboren 1941 im Vereinigten Königreich. Ph.D. 1968 an der Universität Oxford, UK. Distinguished Professor an der Binghamton University, State University of New York, USA.
Akira Yoshino, geboren 1948 in Suita, Japan. Doktortitel 2005 von der Universität Osaka, Japan. Ehrenamtlicher Mitarbeiter der Asahi Kasei Corporation, Tokio, Japan, und Professor an der Meijo Universität, Nagoya, Japan.
Preisgeld: 9 Millionen schwedische Kronen, die zu gleichen Teilen auf die Preisträger aufgeteilt werden.
HPQ Silicon ist ein in Quebec ansässiger Tier-1-Industrieemittent der TSX Venture Exchange. Mit der Unterstützung der erstklassigen Technologiepartner PyroGenesis Canada und NOVACIUM SAS entwickelt das Unternehmen neue umweltfreundliche Verfahren, die für die Herstellung der entscheidenden Materialien, die zur Erreichung von Netto-Null-Emissionen erforderlich sind, entscheidend sind.
