2019年ノーベル化学賞を受賞したリチウムイオンバッテリー

2019年ノーベル化学賞は、2019年10月9日水曜日に2カ国から3人に授与されました。これら3人の科学者は、リチウムイオン電池の開発に取り組んだ功績により、ノーベル化学賞を受賞しました。

3人の科学者は

  • アメリカ出身のフランシス・アーノルド
  • 米国のジョージ・スミス
  • イギリスのグレゴリー・ウィンター
リチウムイオン電池のノーベル賞

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池、またはLiイオンまたはLIB電池としても知られているものは、充電式電池の1つです。このバッテリーでは、リチウムイオンは解放されると負極から正極に移動し、再充電されると元に戻ります。

従来のバッテリー技術と比較して、これらのリチウムバッテリーは、より速く、より長持ちし、より高い電力密度を備えているため、より軽いパッケージでより長いバッテリー寿命を実現します。

リチウムイオン電池の動作原理

基本的に、リチウムイオン電池の動作原理はアルカリ電池(テレビのリモート電池など)とは異なります。この違いは、バッテリー開発においてはるかに大きな利点を提供します。

リチウムイオン電池の電極は、グラファイトとリチウムコバルトオキシドで構成されています。グラファイトは、アルカリ電池で通常使用される亜鉛よりも電子能力が弱い。

Li-Ionバッテリーのリチウムコバルトオキシド部分は、マンガンオキシドよりもはるかに強力に電子を引き付けることができます。これにより、バッテリーは、アルカリバッテリーよりも同じ量のスペースに多くのエネルギーを蓄えることができます。

グラファイトとリチウムコバルトオキシドを分離する溶液には、正に帯電したリチウムイオンが含まれており、バッテリーが放電および再充電されると、化学結合を容易に形成および切断します。

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これらの化学反応は、電子とリチウムイオンが多くの充電と放電のサイクルで前後に流れる原因となる酸化亜鉛の形成とは異なり、双方向で発生する可能性があります。

バッテリー開発の課題

リチウムイオン電池のプロセスは確かに100%までの効率を提供しません。すべてのバッテリーは、最終的にエネルギーを蓄える能力を失います。それでも、Liイオン化合物は現在のバッテリー技術を支配するのに十分な強さでした。

バッテリーとエネルギー貯蔵の開発における主な課題は、一般的にエネルギーを貯蔵する能力であるため、科学者は貯蔵効率の点でさらに優れたバッテリーを構築しようとしています。

バッテリーのアップグレードには、原子レベルでの変化を確認するための化学者と物理学者の専門知識、およびデバイスに電力を供給するバッテリーパックを設計および組み立てることができる機械的および電気的エンジニアが必要です。

参照

  • この科学者がノーベル賞を受賞したリチウム電池3を開発する
  • リチウム電池はどのように機能して携帯電話をオンにしますか