Переможця головного призу VinFuture не вітали, бо він випередив свій час.

Робота зі створення літій-іонних акумуляторів щойно допомогла професору Стенлі Віттінгему отримати головний приз VinFuture, але на момент свого винаходу його не сприйняли добре, оскільки продукт був надто новим.

Професор Стенлі Віттінгем (82 роки), Бінгемтонський університет, Університет штату Нью-Йорк, США, є одним із чотирьох науковців , які отримали головну премію VinFuture вартістю 3 мільйони доларів США (еквівалентно 73 мільярдам донгів), за свій винахід, що створює стійку основу для зеленої енергетики шляхом виробництва сонячних елементів та зберігання енергії за допомогою літій-іонних акумуляторів.

Професор Стенлі Віттінгем винайшов принцип роботи літій-іонного акумулятора та встановив роль іонів літію як ефективного носія заряду. Його внесок був вирішальним для розробки літій-іонних акумуляторів, які використовуються в усьому, від мобільних телефонів і ноутбуків до електромобілів.

До появи літій-іонних акумуляторів двома найпоширенішими типами акумуляторів у світі були кислотні та лужні. Недоліком цих акумуляторів є їхня низька енергоємність. Лужні та нікелеві акумулятори надзвичайно токсичні, настільки, що сьогодні їх більше не використовують у громадських місцях. Хоча кислотні акумулятори менш токсичні, їх переробка та повторне використання є складними. Літій-іонні акумулятори мають меншу площу, але забезпечують у 5 разів більше енергії та підлягають переробці на 99%, що є головною відмінністю.

Однак приблизно у 1974 році Стенлі Віттінгем та його дослідницька група створили першу версію літій-іонних акумуляторів, здатних накопичувати енергію. Однак, «вони не були добре сприйняті, можливо, наш продукт народився занадто рано, занадто випередив свій час», – сказав він, розповівши, що йому довелося зробити перерву на 8-10 років, бо його «не помітили».

Він відверто сказав, що спочатку цей тип батарей використовувався переважно в чорних ящиках та деяких типах годинників. Пізніше деякі великі виробники зрозуміли, що це необхідна технологія. Наприклад, Sony захотіла використати цю технологію для інтеграції її у свої продукти та звернулася до нього, відтоді цей тип батарей став більш широко відомим.

Президент Во Ван Тхуонг (ліворуч) вручає нагороди чотирьом переможцям премії VinFuture 2023, професор Стенлі Віттінгем (у центрі). Фото: Зіанг Хюй

Його внеском стало відкриття, що утримання іонів літію між пластинами сульфіду титану генерує електрику, використовуючи таким чином величезну енергію літію для вивільнення електронів зовнішнього шару. Професор Стенлі пояснив, що важливою особливістю технології акумуляторів є те, що вона може накопичувати енергію та швидко заряджатися. Це функція, яку бажають усі. Механізм цієї технології акумуляторів схожий на сендвіч із шарами: посередині знаходиться літієва сполука. Коли ви хочете зарядити акумулятор, ви витягуєте літій для зарядки, а потім заштовхуєте його назад у ці шари.

Він був піонером концепції інтеркаляції електродів. Він також зосередився на покращенні структурної стабільності та циклічної ємності акумуляторів шляхом застосування реакцій багатоелектронної інтеркаляції для підвищення їхньої стабільності та ємності.

З початкових 6-8 основних членів дослідницька група професора поступово розширилася майже до 30 осіб, включаючи співробітників з числа фізиків та матеріалознавців. Однак, пан Стенлі зазначив, що шлях досліджень не завжди був гладким, був час, коли дослідження акумуляторів вже не було гарячою темою.

Але тепер літій-іонні акумулятори використовуються в усьому, що потребує батарей для роботи, від телефонів, годинників чи комп’ютерів до транспортних засобів, транспортних засобів чи великих компаній, які виробляють сонячну та вітрову енергію. «Я мав би вийти на пенсію 20 років тому, але я не очікував, що сидітиму тут сьогодні, бачачи, що все більше і більше електромобілів використовують батареї, як VinFast з електромобілями, електробусами, електромотоциклами», – сказав він.

Стенлі Вітінгем. Фото: Phuoc Van

За свою роботу з розробки першого літієвого акумулятора професор Стенлі Віттінгем був удостоєний Нобелівської премії з хімії 2019 року, розділивши нагороду з професором Джоном Гуденафом (Техаський університет) та професором Акірою Йосіно (Університет Мейдзьо). За даними Нобелівського фонду, літій-іонні акумулятори революціонізували людське життя з моменту появи на ринку в 1991 році, заклавши основу для бездротового суспільства без викопного палива. Розробка літій-іонних акумуляторів також зробила можливими електромобілі та сприяла розвитку бездротового зв'язку.

Він пожартував, що в нього більше немає часу перевіряти, чи є літієві батареї «героєм, який рятує Землю» перед обличчям екологічних проблем. Сонг сказав, що протягом усієї своєї наукової кар'єри його цікавила питання сталого розвитку в галузі батарей та навколишнього середовища. Батарейки потрібно виробляти з меншими витратами енергії, а їх транспортування на тисячі миль з однієї країни в іншу також вимагає багато енергії, тому він сподівається, що регіони та країни зможуть виробляти власні літієві батареї.

Коли професора Стенлі Віттінгема запитали про літієві батареї, в яких використовується багато рідкісних металів, що можуть вичерпатися, він відповів, що вони прагнуть уникнути використання металів, для видобутку яких потрібна дитяча праця. Нікель досі широко використовується, фосфат має низьку щільність енергії, але дешевший, тому вони зосереджуються на його просуванні. Він також зазначив, що якщо напівпровідники використовувати ефективно, знадобиться менше батарей. «10 років тому, коли ми використовували комп’ютери, ми часто бачили, як машини нагріваються, зараз ми рідко бачимо це явище, тому що напівпровідники в комп’ютерах працюють набагато ефективніше», – сказав він.

Стенлі Віттінгем зараз є професором Бінгемтонського університету з 1988 року. Дослідницька група, де він працює, має старших науковців, а також шукає молодих дослідників, з якими він сподівається співпрацювати. Під час свого третього візиту до В'єтнаму він дав молодим науковцям дві поради: завжди досліджуйте питання, які вас цікавлять і захоплюють, не зосереджуйтесь надто на грошах. По-друге, вам потрібно бути готовим інвестувати у складні галузі, мати схильність до ризику та не бути надто консервативним.

Нху Куїнь

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