Nobel-2019. Kimyo sohasida Nobel mukofoti egalarining ilmiy ishlari haqida batafsil

Demak, bu yilgi kimyo bo‘yicha Nobel egalari «litiy-ion batareykalarini ixtiro qilganliklari uchun» ushbu eng nufuzli ilmiy mukofotga munosib ko‘rildilar. Laureatlarning ikkitasi – Jon Gudenou hamda, Stenli Uittingem AQShlik bo‘lsa, uchinchi laureat — Akira Yoshino – Yaponiyalik kimyogardir. Ta’bir joiz bo‘lsa, ular insoniyatga qayta zaryadlasa bo‘ladigan, yengil, ixcham va xavfsiz tok manbaini – litiy ion batareykalarini taqdim qilganliklari uchun Nobelga sazovor bo‘lishdi.

Haqiqatan ham, istalgan zamonaviy portativ elektronika qurilmasini tok bilan ta’minolovchi batareykasini qarasangiz, u albatta litiy-ion batareyka bo‘libchiqadi. Bunday batareyka mobil telefonlar, noutbuk va ho kazo maishiy elektronikadan tortib, hatto, eng istiqbolli va ekologik toza transport vositasi deya qaralayotgan elektromobillargacha bo‘lgan sohalarda qo‘llanilmoqda. Shuningdek, davrimizning eng dolzarb muammolaridan bo‘lmish yangilanadigan energiya manbalari – Quyosh va shamol energetikasi orqali hosil qilingan energiyani to‘plash va qayta ishlashda ham bunday batareykalarning ahamiyati beqiyos. Litiy-ion batareykalari insoniyatni qazilma yoqilg‘i asosiga qurilgan va serchiqim, serxarajat energetikadan xalos qilib, isrofgarchiliklardan holi, «toza» energetika zamonasiga o‘tishida muhim ko‘prik bo‘lib xizmat qilishi mumkin.

Litiy-ion batareykalariga ehtiyoj, 1970-yillardagi neft inqirozi paytida yuzaga kelgan edi. O‘shanda, Stenli Uittingem qazilma yoqilg‘isiz ham ishlay oladigan tok manbalarini ixtiro qilish masalasi ustida ish boshlagan. Bu maqsad yo‘lida u, o‘ta o‘tkazgich materiallarni tadqiq qilish asnosida, energiya sig‘imi juda katta bo‘lgan materialga duch keladi va undan, litiyli batareyka uchun katod tayyorlashda foydalangan. Ushbu material titan disulfidi bo‘lib, molekulyar miqyosda litiy ionlari bilan ta’sirlashadi va kimyoviy tok ishlab chiqarishga xizmat qiladi.

Uittingem batareykasidagi anodda qisman metall litiy qo‘llanilgan. Ushbu material o‘zidan kuchli ravishda elektron chiqarish xossasiga ega bo‘lib, Uittingemning o‘sha namunadagi litiyli batareykalari ikki voltga yaqin tok ishlab chiqara olgan. Biroq, ushbu batareykaning muhim bir kamchiligi shunda ediki, undagi litiy metali reaktiv bo‘lib, oqibatda, batareyka portlash xavfi yuzaga kelgan. Albatta, bunday batareykalardan foydalanish xatarli bo‘lgan. Shunga qaramay, litiy-ion batareykalarining poydevori, Uittingemning o‘sha ishlanmalari orqali qo‘yilgan edi.

Yana bir AQShlik kimyogar Jon Gudenou litiyli batareykalarni yanada takomillashtirish borasida izlanish boshlagan. U agar, batareykada metallning sulfidi o‘rniga oksidi qo‘llanilsa, elektrod potensiali ortishini nazariy asoslab berdi. Sistematik ravishda olib borilgan izlanishlar natijasida, 1980-yilda u kobalt oksidiga asoslangan yangi avlod litiy-ion batareykalarini ishlab chiqdi. Uning batareykasi 4 volt atrofida kuchlanish bergan. Ushbu ilmiy ish, quvvati kuchliroq bo‘lgan, lekin o‘zi ixcham va yengil batareykalarni ishlab chiqish borasida muhim ilg‘or qadam o‘laroq xizmat qildi.

Gudenou ishlab chiqqan yangi turdagi katod yordamida, 1985-yilda Yaponiyada kimyogar Akira Yoshino ilk mukammal litiy-ion batareykani ishlab chiqdi. U anoddagi reaktiv litiy metali o‘rniga, neft koksidan foydalanish orqali, portlash xatarini istisno qiluvchi innovatsion yechim taklif etgan edi. Bugungi kunda biz yaxshi bilgan va barcha portativ qurilmalarimizni elektr toki bilan ta’minlayotgan litiy-ion batareykalari avlodini aynan Yoshino ixtirolari orqali yaratilgan. Uning ishlanmalari tufayli, litiy-ion batareykalari ixcham, xavfsiz, yengil va elektr sig‘imi juda katta bo‘ladigan darajagacha mukammallashdi. Shuningdek, litiy-ion batareykani qayta-qayta zaryadlab ishlatsa bo‘ladigan qilib ishlab chiqarilishi va ayniqsa, bunday batareykani keng iste’mol uchun mos darajada arzon tijorat narxiga ega bo‘lishida Yoshinoning xizmatlari katta.

Yoshino batareykasi sxemasi

Litiy-ion batareykalarining afzalligi shundaki, ularda ishlab chiqariladigan kimyoviy tok elektrodning parchalanishi bilan tugaydigan kimyoviy reaksiyaga emas, balki, anod va katod orasida oqadigan litiy ionlari harakatiga asoslangandir.

Ilk litiy-ion batareykalari bilan jihozlangan portativ qurilmalar 1991-yilda paydo bo‘lgan. Bunday batareykalarning yaratilishi portativ elektronika uskunalarining favqulodda shiddat bilan rivojlanishida muhim o‘rin tutgan. Bugungi kundagi simsiz aloqa zamonasida, hamda, kirib kelayotgan istiqboldagi qazilma yoqilg‘i sarfidan holi bo‘lgan elektromobillar erasi uchun litiy-ion batareykalarining ahamiyatini ham mutaxassislar yaxshi anglab turishibdi. Yangilanadigan energiya manbalaridan foydalanish borasida ham, shubhasizki, litiy-ion batareykalarisiz uzoqqa borib bo‘lmaydi. Chunki, Quyosh va shamol energetikasi orqali olingan energiyani qayerdadir saqlash va qayta ishlash borasida bunday batareykalarga raqobat qila oladigan muqobil variant hozircha yo‘q.

Laureatlar haqida qisqacha:

Jon Gudenou 1922-yilda Germaniyaning Yena shahrida tug‘ilgan. 1952-yilda Chikago universitetini tamomlagan. Hozirda, Ostindagi Texas universiteti muhandislik ishi kafedrasi rahbari.

Stenli Uittingem 1941-yilda Buyuk Britaniyada tug‘ilgan. 1968-yilda Oksfordni tamomlagan. Nyu-York Davlat universitetida professor.

Akira Yoshino 1948-yilda Yaponiyaning Suita shahrida tug‘ilgan. 2005-yilda Osaka universitetini tamomlagan. Hozirda Nagoya universiteti professori.

maqola avval Daryo.Uz da e’lon qilingan.