Sobota, 4. 3. 2017, 15.34
6 let, 7 mesecev
Neutrudni izumitelj pri 94 letih naredil baterijo, ki lahko spremeni vse
Termometer prikazuje, kako vroč je članek. Skupni seštevek je kombinacija števila klikov in komentarjev.
Termometer prikaže, kako vroč je članek. Skupni seštevek je kombinacija števila klikov in komentarjev.
7,65
John Goodenough, ameriški fizik in matematik, je v svetu razmeroma neznano ime, a gre pravzaprav za očeta sodobne litij-ionske baterije, brez katere ne bi mogli obstajati pametni telefoni, prenosni računalniki, električnimi avtomobili. Pri 94 letih je s svojo ekipo na univerzi v Teksasu zdaj izumil novo baterijo, ki bi lahko zamenjala klasično litij-ionsko.
John B. Goodenough
John B. Goodenough ima doma plaketo s prestižne britanske univerze Oxford, na kateri je napisan seznam njegovih zaslug za nastanek sodobne litij-ionske baterije, ki jo je mogoče izprazniti in ponovno napolniti.
Dolgoletnemu profesorju na Oxfordu in kasneje na univerzi ameriške zvezne države Teksas je v 70. in 80. letih prejšnjega stoletja namreč uspelo več znanstvenih prebojev, pri katerih je prepoznal in uspešno razvil potencial litij-ionske tehnologije.
Brez litij-ionskih baterij si je danes nemogoče predstavljati sodobno življenje, saj poganjajo vse prenosne elektronske naprave in električna vozila.
Za komercialni uspeh in globalizacijo te tehnologije je kasneje sicer poskrbelo japonsko podjetje Sony, a Goodenough je v očeh mnogih znanstvenikov pravi oče litij-ionskih baterij.
Goodenough (zanimivost: njegov priimek v slovenščini pomeni "dovolj dober") se je rodil zdaj že davnega leta 1922, a si še vedno prizadeva za izboljšanje trenutne oblike sodobne litij-ionske baterije.
Nekdanji predsednik ZDA Barack Obama je leta 2011 Johnu Goodenoughu podelil nacionalno odlikovanje ZDA za dosežke na področju znanosti, najprestižnejše tovrstno priznanje v Združenih državah Amerike.
Zdaj se Goodenough posveča tako imenovanim trdnim litij-ionskim baterijam, ki se od klasičnih razlikujejo po tem, da je elektrolit v notranjosti trden, ne tekoč.
Trdna baterija ima v primerjavi z navadno več prednosti - shrani lahko več električnega naboja, prenese lahko več ciklov praznjenja in polnjenja, obenem pa je cenejša in varnejša.
Kako deluje litij-ionska baterija?
V litij-ionski bateriji si nasproti stojita dva električna prevodnika oziroma elektrodi. Ena od elektrod, narejena iz kovinskega litija, zadržuje pozitivno nabite ione (električno nabite delce - atome ali molekule). To je katoda. Druga elektroda, anoda, zadržuje negativno nabite ione.
Med polnjenjem baterije se litijevi ioni pomikajo od katode proti anodi. Ko se baterija prazni (med uporabo naprave), se ioni pomikajo v nasprotno smer. Medij, ki ione prevaža med elektrodama, je elektrolit, zmes kemikalij med katodo in anodo. Elektrolit v večini sodobnih litij-ionski baterij je mešanica litijevih soli in organskih topil. Je tudi tekoč.
Neposredna izmenjava ionov med elektrodama (tj. brez uporabe elektrolita kot prevodnika) ni mogoča, saj se nikoli ne smeta dotakniti. Da bi to preprečili, proizvajalci mednju vgrajujejo dodatne prepreke, t. i. separatorje.
Ne le da Goodenough z ekipo na univerzi v Texasu razvija trdne litij-ionske baterije, trdi tudi, da je že razvil popolnoma delujoč primerek (vir).
V zadnjih letih se je javno oglasilo več znanstvenikov, ki so trdili, da so razvili prihodnost litij-ionske baterije, nato pa so poniknili nazaj v anonimnost. A tokrat je zraven John Goodenough.
Elektrolit v novi trdni bateriji je steklo, kar ima po besedah Goodenougha več prednosti:
- Brez težav lahko deluje pri zelo nizki temperaturi, tudi pod minus 20 stopinj Celzija. To bo še posebej pomembno, če bo trdna baterija nekoč poganjala električne avtomobile. Njihovi lastniki se danes namreč v primeru nizkih temperatur pogosto bojijo zmanjšanega dosega.
- Ni treba mešati in uporabljati kompleksnih kemijskih zmesi, ki v klasični litij-ionski bateriji prevzamejo vlogo elektrolita.
- Steklo kot elektrolit se zelo dobro razume z drugimi alkalnimi kovinami, ne le litijem. Anoda (negativna elektroda) je zato lahko narejena tudi iz natrija ali kalija. Pridobivanje obeh je veliko cenejše od litija - natrija je na primer ogromno v morski vodi.
Natrij v čisti obliki je zelo reaktivna kovina in tako mehak, da ga lahko režemo z nožem.
Takšna baterija ne bo nikoli eksplodirala
94-letni izumitelj Goodenough pravi tudi, da trdna baterija z elektrolitom iz stekla ni nevarna za okolico. V teoriji, trdi Goodenough, ne bi smela nikoli eksplodirati ali izbruhniti v plamene, če jo bo uporabnik po nesreči predrl, pa ven ne bo stekla mešanica nevarnih kemikalij, saj jih v bateriji preprosto ne bo.
Ne Samsung in Apple, glavna stranka bo Tesla
Goodenough verjame, da ima nova trdna baterija, ki jo je skupaj z ekipo fizikov in inženirjev zasnoval in izdelal na univerzi v Teksasu, resničen potencial, da zamenja trenutno generacijo litij-ionskih baterij.
Goodenough pri razvoju trdne baterije v mislih v prvi vrsti ni imel uporabnika iPhona, temveč voznika Tesle.
Še posebej velik potencial za svoj najnovejši izum Goodenough vidi na področju električnih avtomobilov. Z njegovo trdno baterijo oziroma akumulatorjem bi se z enim polnjenjem lahko peljali veliko dlje, pravzaprav do trikrat dlje, polnilne postaje pa bi lahko delovale z veliko večjo močjo in avtomobil napolnile hitreje.
