Победителя главного приза VinFuture не приветствовали, поскольку он опередил свое время.

Работа по созданию литий-ионных аккумуляторов только что помогла профессору Стэнли Уиттингему получить главный приз VinFuture, но на момент своего изобретения он не был хорошо принят, поскольку продукт был слишком новым.

Профессор Стэнли Уиттингем (82 года) из Университета Бингемтона, Университета штата Нью-Йорк, США, стал одним из четырех ученых , получивших главный приз VinFuture стоимостью 3 миллиона долларов США (эквивалентно 73 миллиардам донгов). Его изобретение создает устойчивую основу для зеленой энергетики посредством производства солнечных элементов и хранения энергии с помощью литий-ионных аккумуляторов.

Профессор Стэнли Уиттингем изобрел принцип работы литий-ионного аккумулятора и установил роль ионов лития как эффективного носителя заряда. Его вклад сыграл решающую роль в разработке литий-ионных аккумуляторов, которые используются повсюду: от мобильных телефонов и ноутбуков до электромобилей.

До появления литий-ионных аккумуляторов двумя наиболее распространёнными типами аккумуляторов в мире были кислотные и щелочные. Недостатком этих аккумуляторов является их низкая энергоёмкость. Щелочные и никелевые аккумуляторы чрезвычайно токсичны, поэтому сегодня их больше не используют в общественных местах. Кислотные аккумуляторы менее токсичны, но их переработка и повторное использование затруднены. Литий-ионные аккумуляторы занимают меньше места, но обеспечивают в 5 раз больше энергии и на 99% подлежат переработке, что и является их отличием.

Однако примерно в 1974 году Стэнли Уиттингем и его исследовательская группа создали первую версию литий-ионных аккумуляторов, способных накапливать энергию. Однако «она не получила широкого признания, возможно, наш продукт появился слишком рано, слишком опередил своё время», – сказал он, добавив, что ему пришлось сделать перерыв на 8–10 лет, поскольку его «не заметили».

Он откровенно рассказал, что изначально этот тип аккумуляторов использовался в основном в чёрных ящиках и некоторых моделях часов. Позже некоторые крупные производители осознали необходимость этой технологии. Например, Sony захотела интегрировать эту технологию в свои продукты и обратилась к нему, и с тех пор этот тип аккумуляторов стал более широко известен.

Президент Во Ван Тыонг (слева) вручает награды четырём лауреатам премии VinFuture 2023, профессор Стэнли Уиттингем (в центре). Фото: Джанг Хуэй

Его вкладом стало открытие того, что удерживание ионов лития между пластинами из сульфида титана позволяет генерировать электричество, используя огромную энергию лития для высвобождения электронов из внешнего слоя. Профессор Стэнли объяснил, что главное преимущество аккумуляторной технологии заключается в том, что она способна накапливать энергию и быстро заряжаться. Это свойство востребовано всеми. Принцип работы этой технологии аккумуляторов подобен сэндвичу со слоями: в середине находится литиевое соединение. Когда вы хотите зарядить аккумулятор, вы вытаскиваете литий, а затем возвращаете его обратно в эти слои.

Он был пионером концепции интеркаляции электродов. Он также занимался повышением структурной стабильности и циклируемости аккумуляторов, применяя многоэлектронные реакции интеркаляции для повышения их стабильности и ёмкости.

Исследовательская группа профессора, изначально состоявшая из 6-8 основных членов, постепенно расширилась почти до 30 человек, включая физиков и материаловедов. Однако, по словам г-на Стэнли, исследовательский путь не всегда был гладким: было время, когда исследования аккумуляторов перестали быть актуальной темой.

Но теперь литий-ионные аккумуляторы используются везде, где нужны батареи для работы: от телефонов, часов и компьютеров до автомобилей, транспортных средств и крупных компаний, производящих солнечную и ветровую энергию. «Мне следовало выйти на пенсию 20 лет назад, но я не ожидал, что буду сидеть здесь сегодня и видеть, как всё больше электромобилей используют аккумуляторы, например, VinFast в электромобилях, электробусах и электромотоциклах», — сказал он.

Стэнли Уиттингем. Фото: Фуок Ван

За разработку первой литиевой батареи профессор Стэнли Уиттингем был удостоен Нобелевской премии по химии 2019 года, разделив её с профессором Джоном Гуденафом (Техасский университет) и профессором Акирой Ёсино (Университет Мэйдзё). По данным Нобелевского фонда, литий-ионные аккумуляторы произвели революцию в жизни человечества с момента их появления на рынке в 1991 году, заложив основу для беспроводного общества, свободного от ископаемого топлива. Разработка литий-ионных аккумуляторов также сделала возможным появление электромобилей и способствовала развитию беспроводной связи.

Он пошутил, что у него больше нет времени проверять, являются ли литиевые батареи «героями, спасающими Землю» перед лицом экологических проблем. Сун сказал, что на протяжении всей своей научной карьеры он интересовался вопросами устойчивого развития в области аккумуляторов и охраны окружающей среды. Производство батарей требует меньшего потребления энергии, а их транспортировка на тысячи миль из одной страны в другую также требует больших энергозатрат, поэтому он надеется, что регионы и страны смогут производить собственные литиевые батареи.

На вопрос о литиевых батареях, в которых используется множество редких металлов, которые могут иссякнуть, профессор Стэнли Уиттингем ответил, что они стремятся избегать использования металлов, добыча которых требует детского труда. Никель по-прежнему широко используется, фосфат имеет низкую плотность энергии, но дешевле, поэтому они сосредоточены на его продвижении. Он также отметил, что при эффективном использовании полупроводников потребуется меньше батарей. «10 лет назад, когда мы использовали компьютеры, мы часто видели, как они нагреваются, сейчас мы редко видим это явление, потому что полупроводники в компьютерах работают гораздо эффективнее», — сказал он.

Стэнли Уиттингем в настоящее время является профессором Бингемтонского университета, куда он присоединился в 1988 году. В исследовательской группе, где он работает, работают опытные учёные, и он также ищет молодых исследователей, с которыми надеется познакомиться. Во время своего третьего визита во Вьетнам он дал молодым учёным два совета: всегда исследуйте вопросы, которые вас интересуют и волнуют, и не зацикливайтесь слишком сильно на деньгах. Во-вторых, нужно быть готовым инвестировать в сложные области, быть готовым к риску и не быть слишком консервативным.

Нху Куинь

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