การสร้างโลกที่ชาร์จไฟได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามคนได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2019 John B.Goodenough จาก University of Texas at Austin, M. . แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้น้ำหนักเบาเหล่านี้ให้พลังงานทุกอย่างตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาไปจนถึงรถยนต์ไฟฟ้าและจักรยานและเป็นวิธีการจัดเก็บพลังงานจากแหล่งพลังงานที่หมุนเวียนได้ แต่ชั่วคราวเช่นแสงแดดและลม

 ขอขอบคุณบทความคุณภาพจาก ดูหนังออนไลน์ 

“ แบตเตอรี่นี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อสังคมของเรา” Olof Ramströmนักเคมีจาก University of Massachusetts Lowell และสมาชิกของคณะกรรมการโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2019 กล่าวเมื่อวันที่ 9 ตุลาคมระหว่างการประกาศรางวัลโดย Royal Swedish Academy of Sciences ในสตอกโฮล์ม “ เป็นที่ชัดเจนว่าการค้นพบของผู้ได้รับรางวัลทั้งสามคนทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จริง นับเป็นประโยชน์สูงสุดของมนุษยชาติจริงๆ” ผู้ได้รับรางวัลที่เพิ่งสร้างใหม่เหล่านี้จะแบ่งเงินรางวัล 9 ล้านโครเนอร์สวีเดน (ประมาณ $ 900,000) Goodenough อายุ 97 ปีเป็นบุคคลที่อายุมากที่สุดที่เคยได้รับรางวัลโนเบล “ จอห์นเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่งมีสัญชาตญาณที่น่าทึ่งและเป็นคนที่ยอดเยี่ยมผู้ซึ่งสร้างแรงบันดาลใจให้กับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรรุ่นต่อรุ่นด้วยทัศนคติเชิงบวกความซื่อสัตย์และความอยากรู้อยากเห็นที่ไร้ขอบเขตของเขา” Yang Shao-Horn นักเคมีและวิศวกรของ MIT กล่าว แบตเตอรี่เก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปของพลังงานเคมีและมีสามส่วนหลักคืออิเล็กโทรดสองตัว (ขั้วบวกหรือขั้วลบและขั้วลบขั้วบวก) และอิเล็กโทรไลต์ซึ่งช่วยให้ไอออนเคลื่อนที่ภายในแบตเตอรี่ ปฏิกิริยาทางเคมีที่ปลายด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ในขั้วบวกจะปล่อยอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ผ่านวงจรไปยังอีกด้านหนึ่งและได้รับการยอมรับจากแคโทดทำให้กลายเป็นกระแสที่สามารถเปิดไฟฉายโทรศัพท์มือถือหรือรถยนต์ได้ Alessandro Volta แสดงให้เห็นถึงแบตเตอรี่ไฟฟ้าตัวแรกในปี 1800 และนักวิทยาศาสตร์ก็พยายามที่จะสร้างแบตเตอรี่ที่ดีขึ้นนับตั้งแต่นั้นมาโดยส่วนใหญ่เป็นการค้นหาวัสดุขั้วบวกที่สามารถปล่อยอิเล็กตรอนได้มากขึ้นและวัสดุแคโทดที่สามารถดึงดูดพวกมันได้ดีขึ้น ในปี 1970 Whittingham เริ่มทดลองใช้ลิเธียมเป็นวัสดุแอโนดเนื่องจากมีน้ำหนักเบามากและพร้อมที่จะปล่อยอิเล็กตรอนและไอออนลิเธียมที่มีประจุบวก รูปแบบแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟของเขาใช้แคโทดที่ทำจากไททาเนียมไดซัลไฟด์ซึ่งมีหลายชั้นที่สามารถกักเก็บไอออนลิเธียมที่ปล่อยออกมาจากขั้วบวก ในขณะที่ทำงานกับ บริษัท พลังงาน Exxon Whittingham ได้รวมโลหะลิเธียมและไททาเนียมไดซัลไฟด์ไว้ในแบตเตอรี่เพื่อสร้างแบตเตอรี่ลิเธียมตัวแรก แบตเตอรี่ของเขามี 2 โวลต์ แต่โลหะลิเธียมที่ประกอบด้วยขั้วบวกดั้งเดิมของ Whittingham อาจก่อให้เกิดข้อบกพร่องที่เรียกว่าเดนไดรต์ ซึ่งอาจทำให้แบตเตอรี่ลัดวงจรและระเบิดได้ ดังนั้นนักพัฒนาจึงเพิ่มอลูมิเนียมเข้าไปในขั้วบวกลิเธียมและเปลี่ยนสารอิเล็กโทรไลต์ที่คั่นกลางระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเพื่อให้แบตเตอรี่ปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน จากนั้นในช่วงปลายทศวรรษ 1970 และต้นทศวรรษ 1980 Goodenough พยายามปรับปรุงแคโทดของ Whittingham โดยใช้โคบอลต์ออกไซด์แทน วัสดุนี้มีชั้นเหมือนไททาเนียมไดซัลไฟด์ แต่สามารถกักเก็บไอออนไว้ในชั้นของมันได้มากขึ้น นวัตกรรมของ Goodenough ช่วยเพิ่มศักย์ไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมเป็น 2 เท่าเป็น 4 โวลต์“ การก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในโลกแบตเตอรี่” Ramströmกล่าวในระหว่างการแถลงข่าว (สมาร์ทโฟนหลายเครื่องในปัจจุบันใช้แบตเตอรี่ลิเธียมที่มีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 4 โวลต์) แต่แบตเตอรี่ยังคงใช้โลหะลิเธียมเป็นขั้วบวก ในปี 1985 โยชิโนะได้สำรวจโดยใช้ผลพลอยได้จากการผลิตน้ำมันที่เรียกว่าปิโตรเลียมโค้กเป็นขั้วบวก เช่นเดียวกับโคบอลต์ออกไซด์ปิโตรเลียมโค้กถูกแบ่งชั้นอย่างประณีตและแม้ว่าจะไม่ได้ทำจากลิเธียม แต่ก็สามารถกักเก็บไอออนของลิเธียมไว้ได้เมื่อถูกชาร์จ เมื่อจับคู่กับแคโทดของ Goodenough วัสดุขั้วบวกของ Yoshino ส่งผลให้แบตเตอรี่ 4 โวลต์มีความปลอดภัยทนทานน้ำหนักเบาและชาร์จใหม่ได้ การออกแบบขั้นพื้นฐานดังกล่าวถูกนำมาใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีจำหน่ายทั่วไปในปี 1991 “ ความอยากรู้อยากเห็นเป็นแรงผลักดันหลักสำหรับฉัน” โยชิโนะกล่าวระหว่างการแถลงข่าวในสตอกโฮล์ม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรุ่นแรก ๆ เหล่านี้ให้พลังงานมากกว่าตัวเลือกที่ดีที่สุดตัวถัดไปถึงสองเท่าและสามารถชาร์จได้หลายร้อยครั้งก่อนที่ประสิทธิภาพจะเริ่มลดลง “ มันเป็นเรื่องดีมากที่รู้สึกว่างานวิจัยของคน ๆ หนึ่งออกมาพร้อมกับบางสิ่ง มันไม่ได้ลดลงอย่างที่พวกเขาพูดในถังขยะ "Whittingham กล่าวในการประชุมทางไกลเมื่อวันที่ 9 ตุลาคมหลังจากรับประทานอาหารค่ำในนาทีสุดท้ายเพื่อเป็นเกียรติแก่เขาในเยอรมนีซึ่งเขากำลังเดินทางในเวลานั้น การประกาศรางวัลโนเบลเป็นเรื่องที่“ น่าตื่นเต้นมากสำหรับชุมชนแบตเตอรี่” Kelsey Hatzell นักวิจัยแบตเตอรี่จากมหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์ในแนชวิลล์กล่าว “ งานของสแตนและอากิระและจอห์นมีความสำคัญมาก…คุณนึกไม่ถึงว่าจะใช้ชีวิตประจำวันได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถึงครึ่งโหล” รวมถึงโทรศัพท์คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สื่อสารอื่น ๆ “ ฉันมีความสุขอย่างยิ่งที่งานของฉันได้ช่วยให้ผู้คนสามารถสื่อสารได้ทั่วโลก” Goodenough กล่าวในการแถลงข่าวที่ลอนดอนเมื่อวันที่ 9 ตุลาคม“ เราจำเป็นต้องสร้างความสัมพันธ์ไม่ใช่กำแพงและฉันมีความสุขที่ผู้คนใช้ งานนี้เพื่อความดีไม่ใช่เพื่อความชั่วร้าย” เมื่อเขาถูกถามว่าเขาคาดว่าจะชนะหรือไม่และเขาจะทำอะไรกับเงินรางวัล Goodenough ตอบว่า“ ฉันไม่ได้คาดหวังอะไรเลย! มันเป็นวันที่สำคัญมากนั่นคือทั้งหมดที่ฉันสามารถพูดได้และฉันรู้สึกขอบคุณทุกคน ... ส่วนแบ่งของเงินที่ฉันได้รับจะมอบให้มหาวิทยาลัยของฉันเพื่อสนับสนุนคนที่ทำงานที่นั่น” Goodenough อาจไม่ได้คาดหวังถึงเกียรตินี้ แต่นักวิจัยคนอื่น ๆ คิดว่าเขาเป็นผู้ที่ได้รับรางวัลโนเบลเคมีมานานแล้ว "ผู้คนในสาขาเคมีไฟฟ้า ... ทำให้เขาเป็นที่หนึ่งในรายการ [การทำนายโนเบล] ของเรามาหลายปีแล้วหลายปี" อแมนดามอร์ริสนักเคมีจากเวอร์จิเนียเทคในแบล็กส์เบิร์กกล่าว "มันยอดเยี่ยมมากที่ได้เห็นเขาและผู้รับคนอื่น ๆ ได้รับการยอมรับในที่สุด" ตอนนี้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำงานได้ดีกว่าแบตเตอรี่ในปี 1991 มาก“ ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาหรือมากกว่านั้นนักวิจัยได้ทำงานอย่างหนักเพื่อเพิ่มพลังงาน [แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้] พลังงานเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า - แม้จะเพิ่มเป็นสามเท่าในบางกรณีและวงจรชีวิตก็ดีขึ้นอย่างมาก” Shao-Horn กล่าว วันนี้คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่เหล่านี้ได้หลายพันครั้ง แบตเตอรี่ยังปลอดภัยและราคาถูกกว่าด้วย การประดิษฐ์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน "เป็นตัวอย่างที่ดีในการปรับปรุงชีวิตของผู้คนด้วยพลังของเคมี" Bonnie Charpentier นักชีวเคมีประธานสมาคมเคมีอเมริกันและรองประธานอาวุโสด้านกฎระเบียบคุณภาพและความปลอดภัยของยาที่ Cytokinetics บริษัท ชีวเภสัชศาสตร์กล่าว , Inc. ยิ่งไปกว่านั้น“ นี่เป็นปีสากลของตารางธาตุดังนั้นจึงเป็นเรื่องสนุกที่ได้รับรางวัลโนเบลที่ตั้งชื่อองค์ประกอบตามความเป็นจริง” เธอกล่าว  ขณะนี้นักวิจัยกำลังพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมแบบชาร์จไฟได้หลายประเภทเช่นลิเธียมออกซิเจน หรือลิเธียมซัลเฟอร์  ซึ่งสามารถบรรจุพลังงานได้มากกว่าในบรรจุภัณฑ์ที่มีน้ำหนักเบากว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิม นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ Hatzell กล่าวว่ากำลังพยายามหาวิธีรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอย่างมีประสิทธิภาพหรือสร้างแบตเตอรี่โดยใช้ทรัพยากรที่ยั่งยืนกว่า มากกว่าเซลล์พลังงานในปัจจุบัน