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1991 kamen die ersten Lithium-Ionen-Batterien auf den Markt © APA (dpa)
1991 kamen die ersten Lithium-Ionen-Batterien auf den Markt © APA (dpa)

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Chemie-Nobelpreis - "Schufen eine wiederaufladbare Welt"

09.10.2019

Die diesjährigen Nobelpreisträger für Chemie hätten eine "wiederaufladbare Welt geschaffen", begründete das Nobelpreiskomitee seine Wahl. Die leistungsstarken Lithium-Ionen-Akkus würden überall verwendet, in Handy, Laptops und Elektrofahrzeugen. Zudem könnten sie signifikante Energiemengen aus Sonnen- und Windkraftanlagen speichern und damit eine Gesellschaft ohne fossile Brennstoffe ermöglichen.

Der Grundstein für Lithium-Ionen-Akkus sei in den 1970er Jahren während der Ölkrise gelegt worden. Stanley Whittingham (77) von der Binghamton University im US-Bundesstaat New York begann zu dieser Zeit Supraleiter zu erforschen und entdeckte dabei mit Titandisulfid ein extrem energiereiches Material. Dieses nutzte er als innovative Kathode in einer Lithium-Batterie. Metallisches Lithium als Anodenmaterial setzt viele Elektronen frei, womit die Batterie großes Potenzial gehabt hätte - wäre metallisches Lithium nicht sehr reaktiv und die Batterie damit explosiv.

Ältester Preisträger

John B. Goodenough von der University of Texas in Austin, mit 97 Jahren der älteste Wissenschafter, der bisher den Nobelpreis erhalten hat, sagte vorher, dass die Kathode noch größeres Potenzial hätte, wenn sie aus einem Metalloxid statt eines Metallsulfids bestehen würde. Nach einer systematischen Suche zeigte er 1980, dass mit einer Kathode aus Kobaltoxid bis zu vier Volt erzeugt werden können. Das Nobelpreis-Komitee bezeichnete das als "wichtigen Durchbruch, der zu deutlich leistungsfähigeren Batterien führte".

Auf Basis der Kathode von Goodenough entwickelte Akira Yoshino (71) von der Meijo University in Nagoya (Japan) 1985 die erste kommerziell verwertbare Lithium-Ionen-Batterie. Statt reaktives Lithium in der Anode verwendete er ein Kohlenstoffmaterial (Ölkoks). Das Ergebnis sei ein strapazierfähiger Akku gewesen, der sich durch sein geringes Gewicht auszeichnet und Hunderte Male aufgeladen werden kann, bevor sich seine Leistung verschlechtert.

1991 kamen dann die ersten Lithium-Ionen-Batterien auf den Markt. Ihr Vorteil besteht laut Nobelpreis-Komitee darin, dass sie nicht auf chemischen Reaktionen beruhen, die die Elektroden zerstören, sondern auf dem Fluss von Lithium-Ionen, die sich zwischen Anode und Kathode hin- und herbewegen.

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