Tin tức

Nobel 2019 tôn vinh cha đẻ của pin Lithium-ion: 3 con người đã mãi mãi thay đổi nền văn minh nhân loại

RACCOONISTA
Các bạn có biết mình đang sử dụng một thiết bị được cấp nguồn bởi pin năng lượng Lithium-ion? Ai đã phát minh ra chúng?

Ủy ban trao giải Nobel ở Oslo, Na Uy đã thông báo trao giải Nobel Hóa Học năm 2019 cho nhóm bao gồm ba nhà khoa học đã có công nghiên cứu phát triển công nghệ pin năng lượng lithium-ion là John B. Goodenough (người Mỹ gốc Đức), M. Stanley Whittingham (người Anh) và Akira Yoshino (người Nhật).

Tầm quan trọng của pin Lithium-ion

Lithium-ion Batteries (LIB) - pin năng lượng từ ion của kim loại Lithium (còn được viết tắt là pin Li-ion), thường được dùng cho những thiết bị điện di động, phổ biến nhất là pin sạc cho các thiết bị điện tử cầm tay như điện thoại di động, pin năng lượng dự phòng, loa/tai nghe bluetooth, máy ảnh kỹ thuật số... Pin Li-ion có mật độ năng lượng cao, hiệu suất cao, có thể sạc để tái sử dụng hiệu quả, ít bị tự xả (thất thoát năng lượng) theo thời gian.

Bên trong điện thoại Galaxy S10 là cục pin Lithium-ion của Samsung được lắp ráp tại Việt Nam.

Hiện nay ở các nước phát triển, pin Li-ion đang được chú trọng phát triển trong quân đội, ứng dụng cho các phương tiện di chuyển bằng năng lượng điện và kĩ thuật hàng không. Ngoài việc trở thành nguồn năng lượng chính cho điện thoại smartphone mà các bạn đang sử dụng, pin Li-ion cũng thay thế cho bình ắc quy truyền thống trong ô tô, xe máy và các loại xe điện.

iPhone XS Max được trang bị một module pin Lithium-ion có dung lượng 3170 mah.

Hơn nữa, việc pin Li-ion được dùng thay cho ắc qui chì còn đảm bảo môi trường sạch, an toàn hơn khi sử dụng do tránh được việc sử dụng dung dịch điện ly chứa axit nguy hiểm, đồng thời cũng hạn chế xả thải kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường. Pin Li-ion có kích thước nhỏ gọn trong khi vẫn đảm bảo một điện thế ngang với ắc qui to gấp hàng chục lần.

Xe điện của Tesla dùng pin năng lượng Lithium-ion.

Pin Li-ion được đánh giá là một trong những phát minh vĩ đại nhất thế kỷ 20, vì nó thay đổi hoàn toàn tương lai của loài người. Nếu không có pin Li-ion, sẽ không có tiền đề để sản xuất những chiếc điện thoại iPhone, Samsung...mà các bạn đang cầm trên tay, ngành công nghiệp di động cũng sẽ không thể phát triển nhanh như ngày nay.

Quá trình phát triển từ thập niên 1970s đến nay

Đầu thập niên 1970s, nhà khoa học người Anh M. Stanley Whittingham đã đề xuất ý tưởng về một cục pin sạc khi đang làm việc tại tập đoàn năng lượng Exxon của mỹ. Loại pin mới này hoạt động nhờ điện cực được làm từ Lithium và Titanium Disulfide, đây chính là nguyên mẫu đầu tiên về pin Lithium. Mặc dù vậy, Titanium quá đắt tiền (1000 USD/kg), nên ý tưởng này không thể đưa vào sản xuất thương mại.

Một trong những nguyên mẫu pin Lithium-ion đầu tiên, hiện đang được lưu giữ làm kỷ niệm trong bảo tàng Autovision, Đức.

Đến năm 1979, nhà khoa học người Mỹ gốc Đức John B. Goodenough đã cải tiến pin Lithium dựa trên nền tảng của M. Stanley Whittingham, giúp pin có hiệu suất cao hơn và ít tốn kém hơn, cụ thể là Goodenough ứng dụng Lithium Cobalt Dioxide để làm cực dương và kim loại Lithium làm cực âm của pin. Mặc dù lúc này pin Lithium vẫn còn nguy hiểm, cải tiến của Goodenough đã đặt những viên gạch đầu tiên cho kế hoạch thương mại hóa.

Thông qua phát minh của Akira Yoshino, Sony đã tiên phong trở thành tập đoàn đầu tiên sản xuất pin Lithium-ion thương mại hóa.

Năm 1985, giáo sư người Nhật Akira Yoshino chính thức giới thiệu một nguyên mẫu pin thương mại hóa đầu tiên, ông mạnh dạn loại bỏ kim loại Lithium trong loại pin hiện có, thay vào đó sử dụng ion của Lithium. Sự thay đổi này giúp pin trở nên an toàn hơn rất nhiều, dễ dàng được sử dụng trong rất nhiều thiết bị hiện đại. Dự án sản xuất pin Lithium-ion đầu tiên được khởi động vào năm 1991 bởi tập đoàn Sony.

Từ trái qua: Goodenough, Whittingham, và Yoshino.

Giáo sư M. Stanley Whitting Ham sinh năm 1941 (78 tuổi), hiện công tác ở đại học Binghamton, Hoa Kỳ. Giáo sư John B. Goodenough sinh năm 1922 (97 tuổi), ông là người lớn tuổi nhất còn sống được nhận giải Nobel, hiện tại ông vẫn làm việc tại đại học Texas, Hoa Kỳ. Akira Yoshino là người trẻ tuổi nhất trong bộ ba, sinh năm 1948 (71 tuổi), ông là giảng viên đại học Meijio ở Nagoya, Nhật Bản.

Được biết, giải thưởng Nobel được trao tặng cho các hạng mục bao gồm Kinh Tế, Y Học, Văn Học, Hóa Học, Vật Lý và Hòa Bình. Nobel Hóa Học là giải thứ ba được công bố trong năm 2019. Mỗi giải thưởng Nobel sẽ được nhận số tiền 9 triệu Kronor Thụy Điển (tương đương 21 tỷ VND). Vì được đồng trao giải Nobel Hóa Học, ba nhà khoa học Goodenough, Whittingham và Yoshino sẽ cùng chia đều số tiền thưởng này.

Nguồn bài: Tổng Hợp