Hárman kapják a kémiai Nobel-díjat a lítiumion-akkumulátor kifejlesztéséért

Publikálás dátuma
2019.10.09. 12:35

Fotó: NAINA HELEN JAMA / AFP
John Goodenough, Stanley Whittingham és Josino Akira részesül az elismerésben.
A lítiumion-akkumulátor kifejlesztéséért egy amerikai, egy brit és egy japán tudós, John Goodenough, Stanley Whittingham és Josino Akira kapja az idei kémiai Nobel-díjat a Svéd Királyi Tudományos Akadémia szerdai stockholmi bejelentése szerint. Az 1922. július 25-én született John Goodenough a valaha volt legidősebb Nobel-díjas - közölte Göran Hansson, az akadémia főtitkára. Az indoklás szerint a könnyű, újratölthető és tartós lítiumion-akkumulátorokat napjainkban a mobiltelefonoktól a laptopokon át az elektromos autókig használják. Világszerte
ezekkel működnek a hordozható elektronikai eszközök, amelyeket a kommunikációhoz, a munkához, a tanuláshoz vagy például a zenehallgatáshoz használnak.

Jelentős mennyiségű nap- és szélenergiát tudnak elraktározni, lehetővé téve ezzel a fosszilis energiától mentes társadalmat. A lítiumion-akkumulátor alapjait az 1970-es évek olajválsága idején fektették le. Stanley Whittingham olyan módszerek fejlesztésén dolgozott, amelyek fosszilis üzemanyag felhasználása nélküli technológiákhoz vezethetnek. Szupravezetőket kezdett vizsgálni, és felfedezett egy rendkívül energiagazdag anyagot, amelyet egy innovatív katód megalkotásához használt egy lítiumakkumulátorban. Ez titán-diszulfidból készült, amelybe molekuláris szinten lítiumionokat lehet „beszúrni”. Ennek az akkumulátornak az anódja részben fémes lítiumból készült, és bár az akkumulátorban nagy lehetőségek rejlettek, a fémes lítium miatt túlságosan is robbanásveszélyes volt ahhoz, hogy használható legyen. John Goodenough úgy vélte, hogy a katódban még nagyobb lehetőségek rejlenek, ha fém-oxidot használnak fém-szulfid helyett. 1980-ban bizonyította, hogy kobalt-oxidba ágyazott lítiumionok akár négyvoltos feszültséget is le tudnak adni. Ez áttörés volt, amely aztán jóval erősebb akkumulátorok kifejlesztéséhez vezetett. Az amerikai tudós katódját alapul véve Josino Akira 1985-ben megalkotta a kereskedelmi forgalomban használható első lítiumion-akkumulátort. A reaktív lítium helyett petróleum kokszot, egy olyan karbonanyagot használt az anódban, amelybe a katód kobalt-oxidjához hasonlóan lítiumionokat lehet beágyazni.
Az eredmény egy könnyű, tartós akkumulátor lett, amelyet több százszor újra lehet tölteni, mielőtt csökkenni kezd a kapacitása. A lítiumion-akkumulátorok előnye, hogy nem olyan kémiai reakciókon alapulnak, amelyekben elhasználódnak az elektródák, hanem a lítiumionok oda-vissza áramlanak az anód és a katód között. Az ilyen akkumulátoroknak nincs „memóriájuk”, a részleges töltés vagy merítés következtében nem csökken a kapacitásuk, nem kell őket kis töltésen regenerálni. További előnyük például a kadmiumos cellákhoz képest, hogy kevés mérgező anyag van bennük.
„A lítiumion-akkumulátorok forradalmasították az életünket, amióta 1991-ben piacra kerültek. Lefektették a vezeték nélküli, fosszilis energiától mentes társadalom alapjait és nagy hasznára vannak az emberiségnek”

– összegzett indoklásában a Nobel-bizottság.

A kitüntetettek összesen 9 millió svéd koronával (276 millió forintos összeggel) gazdagodnak. A díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik.

„Miként tároljuk és használjuk az energiát”

Josino Akira a fiatal kutatóknak szóló bátorításként értékelte az elismerés odaítélését. A japán kutató elmondta: bízott abban, hogy felfedezéseik előbb-utóbb kiérdemlik a Nobel-díjat, de nem számított arra, hogy ez ennyire „hamar” bekövetkezik. A lítiumionos akkumulátorok 1991-ben kerültek piacra. Mint a stockholmi bejelentést követően Japánban tartott sajtótájékoztatóján kifejtette, a kémiai Nobel-díj kutatási területek széles spektrumát fedi le, ezért úgy gondolta, hogy sok idő eltelik, mire a Nobel-bizottság olyan eszközökre fordítja figyelmét, mint a lítiumionos akkumulátorok. Azt is elmondta, hogy először feleségével tudatta a hírt.
„Csak röviden beszéltünk, annyit mondtam: megkaptam. Ő pedig annyira meglepődött, hogy térdei kis híján felmondták a szolgálatot”

– fogalmazott.

A lítíumion-akkumulátorok előnyeivel kapcsolatban a japán tudós megemlítette a klímaváltozás ügyét, amely szerinte jelentős kihívás az emberiség számára, a lítiumion-akkumulátorok azonban alkalmasak az elektromos energia tárolására. Josino Akira méltatta a 97 éves John Goodenough-ot is, amiért az idős kora ellenére is folytatta a kutatásokat. A 71 éves Josino szerint az évek során barátokká váltak, Goodenough olyan számára, mintha az apja lenne, és szinte minden évben meglátogatja Texasban. John Goodenough a Texasi Egyetem által kiadott közleményben mondott köszönetet, hangsúlyozva, hogy mekkora megtiszteltetést jelent számára a díj.
„Élj 97 évig, és bármit elérhetsz”

– fogalmazott Goodenough, aki a Nobel-díj történetének legidősebb kitüntetettje.

„Köszönöm a barátaimnak, hogy támogattak és segítettek engem egész életemben” – tette hozzá. Stanley Whittingham a bejelentést követően reményét fejezte ki, hogy a díj ráirányítja majd a „nagyon is szükséges” figyelmet az energia jövőjére. Közleményében a brit tudós azt írta, a kutatás, amelynek 30 éve részese,
segítette a haladást abban, hogy „miként tároljuk és használjuk az energiát alapvető szinten”.

Whittingham úgy fogalmazott, rendkívül hálás a díjért, és annyi embernek kell köszönetet mondania, hogy nem is tudja, hol kezdje.

A díjazottak

A 97 éves John B. Goodenough a németországi Jénában született. A Yale Egyetemen matematikusként végzett, a Chicagói Egyetemen fizikából diplomázott 1952-ben. Kutatott az MIT Lincoln Laboratóriumában, majd az 1970-80-as években az Oxfordi Egyetem Szervetlen Kémia Laboratóriumát vezette, ahol munkatársaival kifejlesztette a lítiumion-akkumulátor katódjának innovatív anyagát. 1986 óta a Texasi Egyetem austini intézményének gépipari és anyagtudományi professzora, csoportjával jelenleg is folytatja kutatásait. 550 tudományos cikk, 85 könyvfejezet és recenzió szerzője, öt könyvet írt. Az 1941-ben született Stanley Whittingham az Oxfordi Egyetemen szerezte kémiadiplomáját. Posztdoktori tanulmányait a Stanford Egyetemen végezte, majd 1972-84 között az Exxon kőolajipari vállalat kutatócégénél dolgozott, ahol felfedezték a lítiumakkumulátor katódját. Jelenleg az amerikai Binghamton Egyetem professzora. 16 szabadalom fűződik nevéhez, 2010-ben a zöld technológiák terén a világ 40 innovátora közé sorolta a GreentechMedia. Josino Akira 1948-ban született Szuitában, a Tokiói és az Oszakai Egyetemen diplomázott. 1972-től a Kawasaki cég kutatólaboratóriumában dolgozott, ahol 1983-ben kifejlesztette a lítiumion-akkumulátor újratölthető prototípusát. Jelenleg az Asahi Kasei vállalat kutatója, ahol a jövő technológiáin dolgozik és a nagojai Meidzso Egyetem professzora.

Témák
kémia Nobel-díj
Frissítve: 2019.10.09. 17:38

Plioszaurusz maradványokat találtak Ausztriában

Publikálás dátuma
2019.10.09. 12:32

Fotó: Raul Lunia/leemage / AFP
A tengeri szauruszfaj első, Ausztria területén talált lelete és az első krétakori tengeri hüllőmaradvány a teljes alpesi térségen – közölték a Bécsi Természettudományi Múzeum (NMH) munkatársai a Cretaceous Research című szaklapban.
Alexander Lukeneder paleontológus tudományos szenzációnak nevezte a felfedezést. Az NMH paleontológiai kutatása keretében az Ebensee közelében lévő úgynevezett Langbath-zónában fedeztek fel egy fogat egy olyan kőzetrétegben, amely 132 millió éve, az alsó kréta földtörténeti korban rakódott le.
„Nem ismertem fel rögtön, mi volt az és elcsomagoltam a leletet. Egy kollégám, Nyikolaj Zverkov, az Orosz Tudományos Akadémia munkatársa azonosította, hogy ez egy plioszaurusz foga”

– mondta el Lukeneder.

A plioszauruszok a Sauropterygia alrendbe tartozó uszonyos gyíkok. A tengerben élő hüllők rövid nyakkal és hosszúkás koponyával rendelkeztek. Legismertebb képviselőjük az akár tíz méteresre is megnövő Liopleurodon volt.
„A plioszauruszok ezen csoportjának szájában 60-100 hegyes, a krokodilokra jellemző fog sorakozott, koponyájuk akár 2-3 méter hosszú is lehetett” – fogalmazott Lukeneder, aki az állatok kinézetét a Jurassic Park filmsorozat moszaszauruszaihoz hasonlítja. A lelet egy másfél centiméteres, gyökér nélküli fog. Lukeneder becslése szerint az állat 5-6 méteres lehetett. „A plioszaurusz ammonitákkal táplálkozott, de kora csúcsragadozójaként cápákra is vadászott” – véli a kutató. A fogon ennek megfelelő kopási jelek láthatóak. Mikro-CT segítségével végzett vizsgálatokkal betekintettek a fog belsejébe is, ahol „ősi szuvasodás” nyomai láthatóak.
 Az Alpok térségének eddigi egyetlen, plioszaurusztól származó lelete 160 millió évvel ezelőttről, a Jura földtörténeti korból származott. Azt a maradványt Észak-Olaszországban találták. Egymás közt a kutatók Pliosaurier austriacusnak nevezték el az osztrák őshüllőt. A tudósok szerint a Thalassophonea csoport képviselője. Lukeneder meg van róla győződve, hogy a lelőhely tengeri üledékeiben plioszauruszok további maradványait fedezhetik fel. A fog 2020-tól az NHM kiállításán lesz látható.
Szerző

Holdrekorder lett a Szaturnusz: húsz újat találtak körülötte

Publikálás dátuma
2019.10.09. 11:10

Fotó: Ron Miller/leemage / AFP
A Szaturnusz eddig ismeretlen 20 holdját fedezték fel amerikai tudósok, ezzel a gyűrűs bolygó átvette a vezetést a Jupitertől a Naprendszeren belül. Az elnevezésükre versenyt hirdettek.
Az eddig ismeretlen holdakat a hawaii Mauna Keán található Subaru űrtávcsővel figyelték meg. A Szaturnusznak az újakkal együtt már 82 kísérője lett, míg a Jupiter körül csak 79 kering – olvasható a BBC hírportálján. Az 1990-es évek vége óta a Jupiter volt a Naprendszer legtöbb holddal kísért bolygója.
 A húsz objektum mindegyike körülbelül 5 kilométer átmérőjű, 17 „visszafelé” (retrográd) kering a Szaturnusz körül, a maradék három ellenben a Szaturnusz forgásával megegyező (prográd) irányban. Az utóbbi háromból két hold nagyjából két földi év alatt kerüli meg a gyűrűs bolygót. A távolabbi retrográd bolygók, valamint a prográd bolygók egyike több mint három év alatt ér körül pályáján.
„A holdak tanulmányozásával felderíthető az eredetük, valamint a Szaturnusz körüli viszonyok a kialakulásuk idején”

– mondta Scott Sheppard, a washingtoni Carnegie Tudományos Intézet munkatársa, a kutatócsoport vezetője.

A most felfedezett holdak közül a külsők három csoportba sorolhatók annak alapján, hogy pályájuk milyen szöget zár be a bolygóval. A tudósok szerint legalább három nagyobb égitest robbanhatott szét, amikor kívülről érkező aszteroidákkal vagy a Szaturnusz más holdjaival ütköztek, a maradványokból képződhettek a most felfedezett holdak. Egyikük a Szaturnusz legtávolabbi ismert holdja. „Nem gondoljuk, hogy a bolygóval együtt alakultak ki, mivel elég távoliak, úgy véljük, a Szaturnusz valamikor a múltban vonzotta őket magához” – mondta Sheppard.
A kutatócsoport versenyt hirdetett az új holdak elnevezésére, a skandináv, a kelta vagy az eszkimó mitológia óriásai szolgálhatnak forrásul.
Sheppard szerint valószínű, hogy további Szaturnusz-holdak várnak még felfedezésre, de a kisebb, egy kilométer átmérőjű égitestekhez nagyobb űrteleszkópra lesz szükség.
Szerző
Témák
Szaturnusz holdak