Vítěz hlavní ceny VinFuture nebyl vítán, protože předběhl dobu.

Práce na vytvoření lithium-iontových baterií právě pomohla profesoru Stanleymu Whittinghamovi získat hlavní cenu VinFuture, ale v době svého vynálezu nebyl dobře přijat, protože produkt byl příliš nový.

Profesor Stanley Wittingham (82 let) z Binghamtonské univerzity a Státní univerzity v New Yorku v USA je jedním ze čtyř vědců , kteří získali hlavní cenu VinFuture v hodnotě 3 milionů USD (ekvivalent 73 miliard VND). Jeho vynález vytváří udržitelný základ pro zelenou energii prostřednictvím výroby solárních článků a ukládání energie pomocí lithium-iontových baterií.

Profesor Stanley Wittingham vynalezl princip fungování lithium-iontové baterie a stanovil roli lithiových iontů jako účinného nosiče náboje. Jeho příspěvky byly klíčové pro vývoj lithium-iontových baterií, které se používají ve všem od mobilních telefonů a notebooků až po elektromobily.

Před příchodem lithium-iontových baterií byly dva nejběžnější typy baterií na světě kyselé a alkalické baterie. Nevýhodou těchto baterií je jejich nízký energetický výkon. Alkalické a niklové baterie jsou extrémně toxické, a to do té míry, že se dnes již ve veřejných prostorách nepoužívají. I když jsou kyselé baterie méně toxické, jejich recyklace a opětovné použití je obtížné. Lithium-iontové baterie mají menší plochu, ale poskytují 5krát více energie a jsou z 99 % recyklovatelné, což je ten rozdíl.

Nicméně kolem roku 1974 Stanley Wittingham a jeho výzkumný tým vytvořili první verzi lithium-iontových baterií, schopných ukládat energii. „Nebyla však dobře přijata, možná se náš produkt zrodil příliš brzy, příliš předběhl svou dobu,“ řekl a prozradil, že si musel dát 8–10 let pauzu, protože si ho „nikdo nevšiml“.

Otevřeně řekl, že zpočátku se tento typ baterie používal hlavně v černých skříňkách a některých typech hodinek. Později si někteří velcí výrobci uvědomili, že se jedná o nezbytnou technologii. Například Sony chtěla tuto technologii využít k integraci do svých produktů a obrátila se na něj, od té doby se tento typ baterie stal všeobecněji známým.

Prezident Vo Van Thuong (vlevo) předává ceny čtyřem vítězům ceny VinFuture 2023, profesor Stanley Whittingham (uprostřed). Foto: Giang Huy

Jeho přínosem byl objev, že udržení lithiových iontů mezi destičkami sulfidu titanu by generovalo elektřinu, čímž by se využila obrovská energie lithia k uvolnění elektronů z vnější vrstvy. Profesor Stanley vysvětlil, že důležité na technologii baterií je, že dokáže ukládat energii a rychle se nabíjet. Tuto vlastnost si přeje každý. Mechanismus této technologie baterií je jednoduše jako sendvič s vrstvami, uprostřed je lithiová sloučenina, když chcete nabít, vytáhnete lithium ven, abyste ho nabili, a pak ho zatlačíte zpět do těchto vrstev.

Byl průkopníkem konceptu interkalace elektrod. Zaměřil se také na zlepšení strukturální stability a cyklické kapacity baterií pomocí aplikace interkalačních reakcí s více elektrony ke zvýšení jejich stability a kapacity.

Z původních 6-8 klíčových členů se profesorova výzkumná skupina postupně rozrostla na téměř 30 lidí, včetně spolupracovníků z řad fyziků a materiálových vědců. Pan Stanley však uvedl, že cesta výzkumu nebyla vždy hladká, byla doba, kdy výzkum baterií již nebyl žhavým tématem.

Nyní se však lithium-iontové baterie používají ve všem, co k provozu potřebuje baterie, od telefonů, hodinek nebo počítačů až po vozidla, vozidla nebo větší společnosti, které vyrábějí solární a větrnou energii. „Měl jsem odejít do důchodu před 20 lety, ale nečekal jsem, že tu dnes budu sedět a sledovat, jak stále více elektromobilů používá baterie, jako například VinFast u elektromobilů, elektrických autobusů a elektrických motocyklů,“ řekl.

Stanley Whittingham. Foto: Phuoc Van

Za svou práci na vývoji první lithiové baterie získal profesor Stanley Whittingham Nobelovu cenu za chemii za rok 2019, kterou sdílel s profesorem Johnem Goodenoughem (Texaská univerzita) a profesorem Akirou Yoshinem (Meijo University). Podle Nobelovy nadace lithium-iontové baterie od svého uvedení na trh v roce 1991 způsobily revoluci v lidském životě a položily základy pro bezdrátovou společnost bez fosilních paliv. Vývoj lithium-iontových baterií také umožnil výrobu elektrických vozidel a podpořil rozvoj bezdrátové komunikace.

Žertoval, že už nemá dostatek času na to, aby testoval, zda jsou lithiové baterie „hrdiny zachraňujícími Zemi“ tváří v tvář environmentálním problémům. Song uvedl, že se o udržitelnost v oblasti baterií a životního prostředí zajímal po celou dobu své vědecké kariéry. Baterie je třeba vyrábět s menší spotřebou energie a jejich přeprava tisíce mil z jedné země do druhé také spotřebovává hodně energie, takže doufal, že regiony a země si budou moci vyrábět vlastní lithiové baterie.

Na otázku ohledně lithiových baterií, které používají mnoho vzácných kovů, jež se mohou vyčerpat, profesor Stanley Whittingham uvedl, že jejich cílem je vyhnout se používání kovů, jejichž těžba vyžaduje dětskou práci. Nikl se stále hojně používá, fosfát má nízkou energetickou hustotu, ale je levnější, takže se zaměřují na jeho propagaci. Poukázal také na skutečnost, že pokud se polovodiče budou používat efektivně, bude potřeba méně baterií. „Před 10 lety, když jsme používali počítače, jsme často viděli, jak se stroje zahřívají, nyní tento jev vidíme jen zřídka, protože polovodiče v počítačích fungují mnohem efektivněji,“ řekl.

Stanley Whittingham je v současné době profesorem na Binghamtonské univerzitě, kde nastoupil v roce 1988. Výzkumná skupina, ve které pracuje, má zkušené vědce a hledá také mladé výzkumníky, se kterými doufá, že se spojí. Při své třetí návštěvě Vietnamu dal mladým vědcům dvě rady: vždy zkoumejte témata, která vás zajímají a nadchnou, nezaměřujte se příliš na peníze a za druhé, musíte být ochotni investovat do obtížných oborů, mít mentalitu riskování a nebýt příliš konzervativní.

Nhú Quynh

Zdrojový odkaz: https://vnexpress.net/chu-nhan-giai-chinh-vinfuture-tung-khong-duoc-don-nhan-vi-di-truoc-thoi-dai-4690011.html