Ngày 9-10, Viện Hoàng gia Khoa học Thụy Điển công bố giải Nobel Hóa học 2019 thuộc về 3 nhà khoa học John B. Goodenough (Đại học Texas - Mỹ), M. Stanley Whittingham (Đại học Binghamton - Mỹ) và Akira Yoshino (Tập đoàn Asahi Kasei và Đại học Meijo - Nhật Bản) vì đã phát triển pin lithium-ion, đặt nền tảng cho một xã hội không sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
 |
| Ba nhà khoa học nhận giải Nobel Hóa học: John B. Goodenough (trái), M. Stanley Whittingham (giữa) và Akira Yoshino. Ảnh: nobelprize.org |
Theo trang web nobelprize.org, pin lithium-ion có trọng lượng nhẹ, sạc được và có công suất lớn. Loại pin này hiện được dùng trên toàn thế giới, trong các thiết bị điện tử cầm tay như điện thoại di động, máy tính cho đến xe hơi điện đường dài. Pin cũng có thể lưu trữ lượng lớn năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Ủy ban Nobel đánh giá: “Pin lithium-ion đã cách mạng hóa cuộc sống của chúng ta kể từ khi bắt đầu được thương mại hóa vào năm 1991. Chúng đặt nền tảng cho một xã hội không dây, không dùng nhiên liệu hóa thạch và mang lại lợi ích vĩ đại cho nhân loại”.
Ông Whittingham bắt đầu nghiên cứu về pin lithium-ion vào những năm 1970 khi cuộc khủng hoảng dầu mỏ nổ ra. Khi nghiên cứu các chất siêu dẫn, ông phát hiện một vật liệu cực kỳ giàu năng lượng là titanium disulphide và dùng nó để tạo cực âm cho pin lithium. Trong khi đó, một phần cực dương của pin này được làm từ metallic lithium có khả năng giải phóng các điện tử. Kết quả, ông tạo ra loại pin có tiềm năng lớn (hơn 2V), song metallic lithium trong cực dương lại có tính phản ứng khiến pin này quá dễ phát nổ và không thể tồn tại.
Năm 1980, ông Goodenough chứng minh rằng, nếu dùng cobalt oxide cho cực âm thay vì titanium disulphide thì sẽ tạo ra các ion lithium xen kẽ khiến pin có công suất lên đến 4V. Đây được xem là đột phá quan trọng, dẫn đến việc tạo ra các pin mạnh hơn. 5 năm sau, ông Akira Yoshino tạo ra pin lithium-ion thương mại đầu tiên. Thay vì sử dụng metallic lithium ở cực dương như ông Whittingham từng làm, ông Yoshino dùng than cốc dầu mỏ, một vật liệu carbon có thể tạo ra ion lithium xen kẽ tương tự như cobalt oxide.
Kết quả nghiên cứu của 3 nhà khoa học trên là một loại pin cứng, nhẹ và có thể được sạc hàng trăm lần trước khi giảm hiệu suất. Ưu điểm của pin lithium-ion là chúng không dựa trên các phản ứng hóa học phá vỡ các điện cực, mà dựa trên các ion lithium chảy qua lại giữa cực dương và cực âm.
Ở độ tuổi 97, ông Goodenough là người lớn tuổi nhất nhận giải Nobel. Trả lời phỏng vấn của The Times, ông Goodenough chia sẻ: “Vào thời điểm nghiên cứu pin lithium-ion, chúng tôi chỉ nghĩ đó là điều cần phải làm. Tôi không biết các kỹ sư điện tử sẽ làm gì với loại pin này. Tôi thật sự không nghĩ đến điện thoại di động, máy thu hình hay bất kỳ thứ gì khác”. Báo The Guardian dẫn lời GS. Mark Miodownik, nhà khoa học vật liệu của Trường Đại học London (Anh) nhấn mạnh: “Pin lithium-ion là một trong những phát kiến có ảnh hưởng nhất của ngành khoa học vật liệu. Sau 30 năm, vẫn chưa có một loại công nghệ pin nào tốt hơn thế”.
KHANG NINH
