Vinnaren av VinFutures huvudpris välkomnades inte eftersom han var före sin tid.

Arbetet med att skapa litiumjonbatterier har just hjälpt professor Stanley Whittingham att få huvudpriset från VinFuture, men vid tidpunkten för sin uppfinning mottogs han inte väl eftersom produkten var för ny.

Professor Stanley Wittingham (82 år), Binghamton University, State University of New York, USA, är en av fyra forskare som fått VinFuture Grand Prize värt 3 miljoner USD (motsvarande 73 miljarder VND). Hans uppfinning skapar en hållbar grund för grön energi genom produktion av solceller och lagring med litiumjonbatterier.

Professor Stanley Wittingham uppfann litiumjonbatteriets funktionsprincip och fastställde litiumjonernas roll som en effektiv laddningsbärare. Hans bidrag var avgörande för utvecklingen av litiumjonbatterier, som används i allt från mobiltelefoner och bärbara datorer till elbilar.

Innan litiumjonbatteriernas tillkomst var de två vanligaste typerna av batterier i världen syrabatterier och alkaliska batterier. Nackdelen med dessa batterier är deras låga energiproduktion. Alkaliska och nickelbatterier är extremt giftiga, till den grad att de inte längre används i offentliga utrymmen idag. Medan syrabatterier är mindre giftiga är återvinning och återanvändning svåra. Litiumjonbatterier har en mindre yta men ger 5 gånger mer energi och är 99 % återvinningsbara, vilket är skillnaden.

Men omkring 1974 skapade Stanley Wittingham och hans forskargrupp den första versionen av litiumjonbatterier, kapabla att lagra energi. Men "den mottogs inte väl, kanske vår produkt föddes för tidigt, för före sin tid", sa han och avslöjade att han var tvungen att ta en paus i 8–10 år eftersom han inte blev "uppmärksam".

Han sa öppet att den här typen av batteri till en början främst användes i svarta lådor och vissa typer av klockor. Senare insåg några stora tillverkare att det var en nödvändig teknik. Till exempel ville Sony använda den här tekniken för att integrera den i sina produkter och kontaktade honom, sedan dess har den här typen av batteri blivit mer allmänt känd.

President Vo Van Thuong (vänster) delar ut priser till de fyra vinnarna av VinFuture 2023-priset, professor Stanley Whittingham (mitten). Foto: Giang Huy

Hans bidrag var upptäckten att litiumjoner mellan titansulfidplattor genererade elektricitet, och därmed utnyttjade litiumets enorma energi för att frigöra elektronerna i det yttre lagret. Professor Stanley förklarade att det viktiga med batteriteknik är att den kan lagra energi och laddas snabbt. Detta är en funktion som alla vill ha. Mekanismen bakom denna batteriteknik är helt enkelt som en smörgås med lager, i mitten finns en litiumförening. När du vill ladda drar du ut litiumet för att ladda det och trycker sedan tillbaka det i dessa lager.

Han var pionjär inom konceptet med elektrodinterkalering. Han fokuserade också på att förbättra batteriers strukturella stabilitet och cyklingskapacitet genom tillämpning av multielektroninterkaleringsreaktioner för att förbättra deras stabilitet och kapacitet.

Från de initiala 6–8 kärnmedlemmarna expanderade professorns forskargrupp gradvis till nästan 30 personer, inklusive samarbetspartners från fysiker och materialforskare. Stanley sa dock att forskningsvägen inte alltid var smidig, det fanns en tid då batteriforskning inte längre var ett hett ämne.

Men nu har litiumjonbatterier använts för allt som behöver batterier för att fungera, från telefoner, klockor eller datorer till fordon, fordon eller större företag som producerar sol- och vindenergi. "Jag borde ha gått i pension för 20 år sedan, men jag hade inte förväntat mig att sitta här idag, när jag ser att fler och fler elfordon använder batterier, som VinFast med elbilar, elbussar, elmotorcyklar", sa han.

Stanley Whittingham. Foto: Phuoc Van

För sitt arbete med att utveckla det första litiumbatteriet tilldelades professor Stanley Whittingham Nobelpriset i kemi 2019, och delade priset med professor John Goodenough (University of Texas) och professor Akira Yoshino (Meijo University). Enligt Nobelstiftelsen har litiumjonbatterier revolutionerat mänskligt liv sedan de kom ut på marknaden 1991 och lagt grunden för ett trådlöst och fossilfritt samhälle. Utvecklingen av litiumjonbatterier möjliggjorde också elfordon och främjade utvecklingen av trådlös kommunikation.

Han skämtade om att han inte längre hade tillräckligt med tid att testa om litiumbatterier var "hjälten som räddar jorden" inför miljöproblemen. Song sa att han hade varit intresserad av hållbarhet inom batteri- och miljöområdet under hela sin vetenskapliga karriär. Batterier måste produceras med mindre energi, och att transportera dem tusentals mil från ett land till ett annat förbrukar också mycket energi, så han hoppades att regioner och länder kunde producera sina egna litiumbatterier.

När professor Stanley Whittingham frågades om litiumbatterier som använder många sällsynta metaller som kan ta slut, sa han att de strävar efter att undvika att använda metaller som kräver barnarbete för att bryta. Nickel används fortfarande i stor utsträckning, fosfat har låg energitäthet men är billigare, så de fokuserar på att främja det. Han påpekade också att om halvledare används effektivt kommer färre batterier att behövas. "För 10 år sedan, när vi använde datorer, såg vi ofta maskinerna värmas upp, nu ser vi sällan detta fenomen eftersom halvledarna i datorer fungerar mycket mer effektivt", sa han.

Stanley Whittingham är för närvarande professor vid Binghamton University sedan han började 1988. Forskningsgruppen där han arbetar har seniora forskare och letar även efter unga forskare som han hoppas kunna knyta an till sig. Vid sitt tredje besök i Vietnam gav han två råd till unga forskare, bland annat att alltid undersöka de frågor som intresserar och entusiasmerar dig, att inte fokusera för mycket på pengar. För det andra måste du vara villig att investera i svåra områden, ha en risktagande mentalitet och inte vara för konservativ.

Nhu Quynh

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