Bir guruh kimyogarlar mukofotlandi. Bu yil "Nobel" kimlarga nasib etdi?

Bugun, Nobel haftaligining uchinchi kunida, Shvetsiya Qirollik Fanlar Akademiyasi kimyo yo‘nalishi bo‘yicha joriy yilgi Nobel mukofoti sohiblarini e’lon qildi. Qirollik Fanlar Akademiyasi bosh kotibi Goran Xanson boshchiligida tashkil qilingan matbuot anjumanida “Litiy-ion batareykalarini ixtiro qilgani uchun” ta’rifi bilan AQShlik kimyogarlar Jon Gudenou hamda Stenli Uittingem bilan birgalikda yaponiyalik Akira Yoshinolarga bu yil kimyo bo‘yicha Nobel topshirilishi ma’lum qilindi.

Litiy-ion batareykalari butun dunyo bo‘yicha portativ elektronika qurilmalarining energiya ta’minoti uchun qo‘llaniladi. Bunday qurilmalarga, masalan, qo‘l telefonlari, noutbuklar va boshqa minglab uskunalar kiradi. Shuningdek, bunday batareykalarning kelgusi istiqbolli qo‘llanish sohasi elektromobillar bo‘lib, hozirning o‘zida litiy-ion batareya asosida harakatlanuvchi elektromobillarning masofa radiusini bir necha marta kattalashtirishga erishildi. Qolaversa, ular yangilanuvchi energiya manbalari – Quyosh energiyasi va shamol energiyasidan foydalanishda eng muhim vositalardan biri sanaladi, chunki, bunday energiya manbalari orqali hosil qilingan energiyani iste’molchiga uzatishdan avval qayerdadir saqlash va qayta ishlash kerak. Bu borada hozirgi kunda litiy-ion batareykalar benazir yordamchidir.

Litiy-ion batareyalariga 1970-yillardagi neft inqirozi paytida ehtiyoj tug‘ilgan va bunday batareykalarning ilk namunalari o‘shanda paydo bo‘lgan. O‘sha paytlarda, bugungi laureat Stenli Uittingem qazilma boyliklarni sarflamasdan ham energiya ishlab chiqarishi mumkin bo‘lgan kimyoviy elektr toki manbalari ustida ilmiy izlanish boshlagan. O‘ta o‘tkazgichlarni tadqiq qilish asnosida Uittingem energiya sig‘imi juda katta bo‘lgan materialga duch keladi va u orqali litiyli batareyka ixtiro qilish borasida innovatsion yechimlarni ishlab chiqadi. Bu material titan disulfidi bo‘lib, molekulyar miqyosda litiy ionlari orqali kimyoviy tok manbasi bo‘lib xizmat qiladi.

Batareykaning anodi qisman metall litiydan tayyorlangan bo‘lib, u o‘zidan elektronlarni ajratib chiqarish borasida kuchli xossalarga ega. Bu orqali ikki voltdan sal ko‘proq kuchlanishga ega tok ishlab chiqara oladigan batareyka namunasi yasalgan. Biroq Uittingem yasagan batareykada litiy metall holida bo‘lgani uchun uning reaktivligi natijasidan portlash xatari kuchli bo‘lgan va xavfsizlik nuqtayi nazaridan biroz noqulayliklarga sabab bo‘lgan.

Jon Gudenou esa bu muammoni hal qilish uchun metallning sulfidini emas, balki oksidini qo‘llash zarurligi g‘oyasini o‘rtaga tashlagan. Sistematik ravishda olib borilgan izlanishlar ortidan 1980-yilda u kobalt metallining oksidi bilan litiy ionlarining ta’sirlashuvi natijasida ham portlash xatari yo‘q bo‘lgan va ham elektr potensiali yuqoriroq bo‘lgan batareyka ixtiro qilindi. O‘sha batareyka 4 volt atrofidagi kuchlanish bilan tok chiqara olgan. Bu quvvati yanada kuchliroq bo‘lgan batareykalarni ishlab chiqish yo‘lida muhim ilg‘or qadam bo‘lib xizmat qildi.

Gudenou ixtiro qilgan kobaltli katod asosida 1985-yilda Yaponiyalik olim Akira Yoshino ilk barqaror litiy-ion batareykasini tayyorladi va ushbu batareykani yalpi ishlab chiqarilishini yo‘lga qo‘ydi. Shuningdek, uning batareykani yanada takomillashtirish yo‘lidagi muhim innovatsion yechim anoddagi reaktiv litiy o‘rniga umuman xavfsiz bo‘lgan neft koksidan foydalanishning sinab ko‘rilganligi bo‘lgan. Ushbu material hatto kobalt oksididan ham yaxshiroq samara bilan litiy ionlari bilan ta’sirlashib, nisbatan barqaror kuchlanishga ega tok bera oladi.

Mazkur uch olimning ilmiy izlanishlari natijasida biz, bugungi portativ elektronika uskunalarining ajralmas va chambarchas qismi – litiy-ion batareykalarining mukammal namunalariga ega bo‘ldik. Ularning xizmatlari o‘laroq, insoniyat qo‘lida bugun yengil, chidamli hamda ko‘p marta ishlatsa bo‘ladigan xavfsiz, ixcham tok manbalari mavjud.

Litiy-ion batareykalari ilk bor 1991-yilda sotuvda paydo bo‘lgan. O‘shandan buyon portativ va mobil qurilmalar taraqqiyotida inqilob yasagan eng muhim elementlardan biri aynan ushbu batareykalardir desak, hech ham mubolag‘a bo‘lmaydi. Hozirgi simsiz aloqa va kommunikatsiyalar davriga ham aynan litiy-ion batareykalari asos solgan. Kimyoviy elektr tokiga asoslangan va qazilma yoqilg‘ini istisno qiluvchi ushbu muhim ixtiro, shubhasiz, zamonaviy elektronika asrining muhim va ajralmas qismidir.