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10.10.2019

Nobelpreis für Chemie 2019 geht an Batterieforscher

Drei Forscher für Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie vor den Vorhang.

Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften hat beschlossen, den Nobelpreis für Chemie 2019 in "Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien" zu vergeben. 

"Der Nobelpreis für Chemie 2019 honoriert die Entwicklung des Lithium-Ionen-Akkus. Diese leichte, wiederaufladbare und leistungsstarke Batterie wird heute in allen Bereichen eingesetzt, von Mobiltelefonen über Laptops bis hin zu Elektrofahrzeugen. Es können auch erhebliche Mengen an Energie aus Sonnen- und Windenergie gespeichert werden, was eine Gesellschaft ohne fossile Brennstoffe ermöglicht." so die Akademie. 

Lithium-Ionen-Batterien werden weltweit verwendet, um tragbare Elektronik mit Strom zu versorgen, mit der wir kommunizieren, arbeiten, studieren, 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 Solar- und Windkraft möglich gemacht. 

Der Grundstein für die Lithium-Ionen-Batterie wurde in den 1970er Jahren während der Ölkrise gelegt. Stanley Whittingham arbeitete an der Entwicklung von Methoden, die zu Technologien führen könnten, die keine fossilen Brennstoffe enthalten. Er begann Supraleiter zu erforschen und entdeckte ein extrem energiereiches Material, aus dem er eine innovative Kathode in einer Lithiumbatterie herstellte. Dies wurde aus Titandisulfid hergestellt, das auf molekularer Ebene Räume aufweist, in denen Lithiumionen eingelagert werden können. 

Die Anode der Batterie bestand zum Teil aus metallischem Lithium, das einen starken Antrieb zur Abgabe von Elektronen besitzt. Dies führte zu einer Batterie, die buchstäblich ein großes Potenzial hatte, etwas mehr als zwei Volt. Metallisches Lithium ist jedoch reaktiv und die Batterie war zu explosiv, um alltagsfähig zu sein. 

John Goodenough sagte voraus, dass diese Kathode ein noch größeres Potenzial hätte, wenn sie unter Verwendung eines Metalloxids anstelle eines Metallsulfids hergestellt würde. Nach einer systematischen Suche konnte er 1980 nachweisen, dass Kobaltoxid mit eingelagerten Lithiumionen bis zu vier Volt erzeugen kann. Dies war ein wichtiger Durchbruch und führte zu viel leistungsstärkeren Batterien. 

Auf der Grundlage von Goodenoughs Kathode schuf Akira Yoshino 1985 die erste kommerziell erhältliche Lithiumionenbatterie. Anstatt reaktives Lithium in der Anode zu verwenden, verwendete er Petrolkoks, ein Kohlenstoffmaterial, das wie das Kobaltoxid der Kathode Lithiumionen interkalieren kann. 

Das Ergebnis war ein leichter, strapazierfähiger Akku, der hunderte Male aufgeladen werden konnte, bevor sich seine Leistung verschlechterte. Der Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien besteht darin, dass sie nicht auf chemischen Reaktionen beruhen, die die Elektroden zerstören, sondern auf Lithium-Ionen, die zwischen Anode und Kathode hin und her fließen. 

Lithium-Ionen-Batterien haben unser Leben revolutioniert, seit sie 1991 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. Ph.D. 1952 von der University of Chicago, USA. Virginia H. Cockrell-Lehrstuhl für Ingenieurwissenschaften an der University of Texas in Austin, USA. 


Stanley Whittingham
geboren 1941 in Großbritannien. Ph.D. 1968 von der Oxford University, UK. Ausgezeichneter Professor an der Binghamton University der State University von New York, USA. 


Akira Yoshino
geboren 1948 in Suita, Japan. Ph.D. 2005 von der Osaka University, Japan. Honorary Fellow bei der Asahi Kasei Corporation, Tokio, Japan und Professor an der Meijo University, Nagoya, Japan. 


Preissumme: 9 Millionen schwedische Kronen, die zu gleichen Teilen unter den Preisträgern aufgeteilt werden. 

Die 1739 gegründete Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften ist eine unabhängige Organisation, deren übergeordnetes Ziel es ist, die Wissenschaften zu fördern und ihren Einfluss auf die Gesellschaft zu stärken. Die Akademie übernimmt besondere Verantwortung für Naturwissenschaften und Mathematik, ist aber bestrebt, den Gedankenaustausch zwischen verschiedenen Disziplinen zu fördern.

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Quelle   oekonews.at 2019

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