2019 Nobel Kimya Ödülü

2019 Nobel Kimya Ödülü, komite tarafından “lityum-iyon pillerin geliştirilmesine yaptıkları katkıdan dolayı” University of Texas’tan John B. Goodenough, Binghamton University ve Stat..
Görsel Telif: © malp

2019 Nobel Kimya Ödülü, komite tarafından “lityum-iyon pillerin geliştirilmesine yaptıkları katkıdan dolayı” University of Texas’tan John B. Goodenough, Binghamton University ve State University of New York’tan Stanley Whittingham vc Tokyo’daki Asahi Kasei Corporation ve yine Japonya Nagoya’da bulunan Meijo University’den Akira Yoshino arasında paylaştırıldı.

2019 Nobel Kimya Ödülü, lityum iyonlarını geliştiren çalışmalara verildi. Oldukça hafif, yeniden doldurulabilir ve güçlü piller şimdi cep telefonlarından dizüstü bilgisayarlarımıza ve ev aletlerinin büyük çoğunluğunda aktif olarak kullanılıyor. Bu piller artık yakın zamanda hem güneş hem de rüzgar gücünden de büyük bir potansiyeli depolama şansına erişti. Bunun en önemli sonucunun da fosil yakıtları kullanmak zorunda kalmamak olacağı düşünülüyor.

Lityum iyon pilleri, Dünya’nın hemen her yerinde özellikle taşınabilir cihazlara güç sağlamak için entegre parçalar olarak kullanılıyor. Yine lityum bataryalar sayesinde bugün uzun menzilli elektrikli arabalar üretebiliyoruz ve yenilenebilir güç ve enerji kaynakları olan güneş ve rüzgar gibi doğal etmenlerden enerji elde edip depolayabiliyoruz.

1970lerde (daha spesifik olarak 1973 yılında) ortaya çıkan petrol krizi sırasında ortaya çıkan fikir ve teknolojilerden biri olan lityum bataryalar konusunda çalışmaya başlayan araştırıcılardan Stanley Whittingham, fosil yakıt enerjisinden muaf olacak bir teknoloji geliştirebilmeyi ve uygun metotları keşfetmeyi planlamıştı. Süperiletkenler üzerinde çalışmaya başlayan Wittingham bir materyal keşfederek lityum pillerdeki yenilikçi katotları geliştirdi. Bu materyal (aşağıdaki görselde de izleyebileceğiniz üzre) titanyum disülfitten üretiliyordu ve moleküler ölçekte bakıldığında bünyesinde lityum iyonlarını -interkalatlar- barındırmasına izin veren boşluklar bulunduruyordu.

Pillerin anotları kısmen metalik lityumdan yapılıyordu ve bu yolla elektronların salınımı noktasında güçlü bir yapı elde ediliyordu. Sonuç olarak yine aşağıda görülebileceği gibi 2 voltun üzerinde potansiyele sahip piller üretilebiliyordu. Ancak metalik lityum reaktif olduğundan dış etmenler dolayısıyla patlamaya müsait piller kullanılıyordu.

John Goodenough ise katotların, metal sülfit yerine metal oksitlerden üretildiğinde pillerde daha büyük potansiyele sahip olacağını öngördü. Sistematik bir dizi araştırmadan sonra 1980 yılında kendisi kobalt dioksitin interkalat lityum iyonları ile birlikte 4 volta kadar potansiyel üretebildiğini gösterdi. Bu sıçrayış ile pil teknolojisinde geri dönüşü olmayan bir ilerleme kaydedilmiş oldu.

Bu katodu temel alan Akira Yoshino ise 1985 yılında endüstriyel anlamda üretim/satışı mümkün olan  ve reaktif lityumlu anotlar yerine petrol koku (karbon) kullandığı pilleri geliştirdi. Tıpkı katotta kullanılan kobalt oksitler gibi bu koklar, lityum iyonlarını interkale edebiliyordu.

Tüm bu eforların sonunda hafif, sağlam ve uzun ömürlü, defalarca şarj edilerek performansı tamamen bitene kadar kullanılabilen piller kullanabiliyoruz. Lityum iyon bataryalarının en büyük avantajı ise içlerinde gerçekleşecek kimyasal reaksiyonlara dayanmamaları. Çünkü bu elektrotları (anot ve katot) zamanla bozarak ömrü oldukça kısaltıyordu.

Goodenough’ın Lityum Pili Telif: Johan Jarnestad/ The Royal Swedish Academy of Sciences

John B. Goodenough, 1922 yılında Almanaya, Jena’da doğdu. 1952 yılında doktorasını University of Chicago’da aldı. Şu an Austin’de University of Texas bünyesinde çalışmalarını yürütmeye devam ediyor.

Whittingham’ın Lityum Pili. Telif: Johan Jarnestad/ The Royal Swedish Academy of Sciences

M. Stanley Whittingham, 1941 yılında Birleşik Krallık’ta doğdu. 1968’de Oxford University’den doktorasını alan araştırmacı Binghamtom University’de Ordinaryüs Profesör olarak görevine devam ediyor.

Yoshino’nun Lityum Pili. Telif: Johan Jarnestad/ The Royal Swedish Academy of Sciences

Akira Yoshino, 1948 yılında Japonya Suita’da doğdu. 2005 yılında Osaka University’den doktorasını aldı. Şu an Tokyo merkezli Asahi Kasei Corporation bünyesinde onursal üye ve Meijo University’de Profesör olarak araştırmalarına devam ediyor.

Anot ve katot arasında sürekli git-gel yapan lityum iyonlarından gücünü alan lityum piller pazara girdikleri 1991 yılından beri artan biçimde yaşamımızda büyük değişikliklerin de öncüleri oldular.

Halen bilim sohbetlerinde konusu geldikçe yakıt ve pil teknolojisinin henüz gitmesi gereken yolu informal olarak konuşuyor ve tartışıyor olsak da, lityum piller; kablosuz teknolojinin, fosil yakıtlardan uzak temiz çevrenin ve temiz teknolojinin gelişimine en büyük katkıyı sağlayan öge olması dolayısıyla Nobel’i hak etmiş olmasını kutluyoruz.

Kaynak ve İleri Okuma

  • MLA style: Press release: The Nobel Prize in Chemistry 2019. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2019. Thu. 10 Oct 2019.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv