Нобелевку по химии дали за разработку литий-ионных аккумуляторов
В Стокгольме объявили лауреатов Нобелевской премии за исследования в области химии. В этом году награждены трое ученых: немец Джон Гуденаф, британец Стэнли Уиттингем и японец Акира Ёсино, гласит сообщение Нобелевского комитета в Twitter.
Награда присуждена за разработку литий-ионных аккумуляторов.
«Литий-ионные аккумуляторы совершили революцию в нашей жизни и используются везде, от мобильных телефонов до ноутбуков и электромобилей. Своей работой лауреаты этого года заложили основу беспроводного общества, в котором нет места ископаемому топливу», — описывает заслуги ученых Нобелевский комитет.
Принцип работы литий-ионных аккумуляторов основан на реакциях окисления металлического лития, который входит в состав анода (положительный электрод). При разрядке металл окисляется и в форме катиона (положительно заряженный ион) движется к катоду (отрицательный электрод). При зарядке происходит обратный процесс. Литиевые аккумуляторы легче и безопаснее применявшихся ранее, у них низкая саморазрядка. Батареи такого типа можно регулярно немного подзаряжать, не боясь испортить.
Еще в 1970-х Уиттингем разработал прототип первой функциональной литиевой батареи, использовав «огромный потенциал лития для выделения внешнего электрона». Британский ученый начал исследовать сверхпроводные материалы и обнаружил среди них чрезвычайно энергоемкий образец.
Гуденаф предсказал, что у катода будет еще больший потенциал, если его выполнить с использованием оксида вместо сульфида лития. В 1980 году он продемонстрировал, что оксид кобальта с интеркалированными ионами лития (интеркаляция — внедрение ионов между молекулами или группами атомов другого типа) может производить до четырех вольт (у Уиттингема получилось выработать два вольта энергии благодаря своему прототипу).
На основе катода Гуденафа в 1985 году Ёсино создал первую коммерчески жизнеспособную литий-ионную батарею. Вместо того чтобы использовать литий в аноде, он использовал нефтяной кокс — углеродный материал, который тоже может интеркалировать ионы лития. У японца наконец получился легкий износостойкий аккумулятор, который можно заряжать сотни раз.
В этом году размер Нобелевской премии составляет 9 млн шведских крон, или чуть меньше $1 млн.
Как правило, Нобелевский комитет до последнего не раскрывает информацию о претендентах на премию. Но прогнозированием возможных кандидатов на соискание самой престижной премии мира занимаются исследователи из Clarivate Analytics, которые выносят свои предположения на основе мировых рейтингов цитируемости ученых в той или иной области знаний. Они предполагали, что Нобелевскую премию по химии этого года могут дать за одно из трех открытий:
- исследование в области синтетической органической химии, а именно реакции Хьюсгена — химической реакции присоединения органических соединений азидов к таким углеводородам, как алкены и алкины;
- изобретение метода Саузерн-блот для определения конкретных последовательностей ДНК в образцах. «Его изобретение стало началом генетического картирования (определение положения генов на генетической карте. — РБК), диагностики и скрининга, и это служит основой современной персонализированной медицины», — отметили аналитики Clarivate Analytics;
- исследование синтеза ДНК и секвенирования генома.
Нобелевская неделя открылась в Стокгольме двумя днями ранее, 7 октября, с объявления имен лауреатов премии по физиологии или медицине. Ее получили американские ученые Уильям Кэлин и Грегг Семенза, а также британец Питер Рэтклифф за изучение реакции клеток на кислород. Они раскрыли молекулярные механизмы, которые стоят за тем, как клетки реагируют на изменения в снабжении кислородом.
На следующий день, 8 октября, Шведская королевская академия наук разделила Нобелевскую премию по физике между швейцарскими учеными Дидье Келозом и Мишелем Майором, которые открыли первую экзопланету в 1995 году, и канадским космологом Джимом Пиблзом, работавшим над моделью Большого взрыва.
В прошлом году Нобелевскую премию по химии дали трем ученым — Фрэнсису Арнольду, Джорджу Смиту и сэру Грегори Уинтеру, которые занимались исследованиями направленной эволюции химических молекул, а также пептидов и антител. Сделанные ими открытия, отметили тогда в Нобелевском комитете, позволят в будущем решить многие проблемы человечества.
Как новое поколение недропользователей меняет золотодобычу: кейс «Золото Дельмачик»
Отдохнуть и полечиться. Какие туристические проекты запускались
в 2023 году в России
