„Sie haben eine wiederaufladbare Welt geschaffen.“ Mit diesen Worten begründet die Schwedische Königliche Akademie der Wissenschaften die Verleihung des diesjährigen Nobelpreises für Chemie an den in Deutschland geborenen US-Amerikaner John Goodenough, den Briten Stanley Whittingham und den Japaner Akira Yoshino für ihre Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien.
„Lithium-Ionen-Batterien werden weltweit eingesetzt, um die tragbare Elektronikgeräte zu betreiben, mit der wir kommunizieren, arbeiten, studieren, Musik hören und Wissen suchen“, fügte die Akademie hinzu. „Lithium-Ionen-Batterien haben auch die Entwicklung von Elektroautos mit großer Reichweite und die Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen wie Solar- und Windenergie ermöglicht.“ Der Grundstein für die Lithium-Ionen-Batterie sei während der Ölschocks der 1970er Jahre gelegt worden, als der arabisch-israelische Krieg von 1973 und die islamische Revolution im Iran sechs Jahre später zu einem Preisanstieg bei gleichzeitiger Verknappung des für die westliche Welt so wichtigen fossilen Brennstoffs führte.
Fossil-freie Mission
Whittingham arbeitete an der Entwicklung von Methoden, die zu Energien ohne fossile Brennstoffen führen könnten. Er begann mit der Erforschung von Supraleitern und entdeckte ein Material, aus dem er eine innovative Kathode für Lithium-Speicher herstellte. Sie wurde aus Titandisulfid hergestellt, in das auf molekularer Ebene Lithium-Ionen eingebettet werden können. Die Batterieanode wurde teilweise aus metallischem Lithium hergestellt, das einen starken Impuls zur Freisetzung von Elektronen hat. Die daraus resultierende Batterie hatte buchstäblich ein großes Potenzial – etwas mehr als zwei Volt. Das metallische Lithium war jedoch reaktiv und das Gerät war zu explosiv, um wirtschaftlich für den Massenmarkt zu sein.
Goodenough wiederum sagte voraus, dass die Kathode noch mehr Potenzial hätte, wenn sie mit Metalloxid und nicht mit Metallsulfid hergestellt würde. Nach systematischer Suche zeigte er 1980 Kobaltoxid mit eingelagerten Lithium-Ionen, das bis zu vier Volt erzeugen konnte. Es erwies sich als entscheidender Durchbruch, der zu viel leistungsfähigeren Batterien führte.
Mit der Kathode von Goodenough als Basis schuf Yoshino 1985 die erste kommerziell nutzbare Lithium-Ionen-Batterie. Anstatt reaktives Lithium in der Anode zu verwenden, entschied er sich für Petrolkoks, ein Kohlenstoffmaterial, das – wie die Kobaltoxid-Kathode – Lithium-Ionen aufnehmen kann.
Das Endprodukt
Das Ergebnis war ein leichter, starker Speicher, der hunderte Male aufgeladen werden konnte, bevor die Leistung nachließ. Der Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien bestand darin, dass sie nicht auf chemischen Reaktionen basieren, die die Elektroden zerstören, sondern auf Lithium-Ionen, die von Seite zu Seite zwischen Anode und Kathode fließen. „Lithium-Ionen-Batterien haben unser Leben revolutioniert, seit sie 1991 auf den Markt kamen“, erklärte die Schwedische Königliche Akademie. „Sie haben die Grundlagen für eine Gesellschaft ohne Kabel und fossile Brennstoffe gelegt und sind von großem Nutzen für die Menschheit.“
Das Trio wird den Preis am 10. Dezember erhalten und sich das Preisgeld von 9 Millionen Schwedischen Kronen (824.000 Euro) teilen.
Über die Gewinner des Nobelpreises für Chemie 2019:
John Goodenough, geboren 1922 in Jena, Deutschland. Promotion 1952 an der University of Chicago, USA. Virginia H. Cockrell Professorin für Ingenieurwissenschaften an der University of Texas at Austin, USA.
Stanley Whittingham, geboren 1941 in Großbritannien. Promotion 1968 an der University of Oxford, Großbritannien. Ausgezeichneter Professor an der Binghamton University, State University of New York, USA.
Akira Yoshino, geboren 1948 in Suita, Japan. Promotion 2005 an der Universität Osaka, Japan. Ehrenmitglied der Asahi Kasei Corporation, Tokio, Japan und Professor an der Meijo University, Nagoya, Japan.
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Estimada Senora Sanchez Molina,
man hätte den Einleitungssatz der Königlichen Akademie kommentieren können, schade, denn m. E. kann das so nicht stehen bleiben. Der Nobelpreis dafür geht ja in Ordnung, genauso wäre er für andere Erfindungen möglich gewesen. Dass die Erfindung aber „die Grundlagen für eine Gesellschaft ohne Kabel und fossile Brennstoffe gelegt hat, und [sie] von großem Nutzen für die Menschheit ist“ kann man auch anders sehen. Vermutlich steht man noch unter dem Eindruck der Korruptionsgeschichten im eigenen Haus. Und irgendwie hat man den Eindruck, der mainstream der Weltklimarettung solle hier bedient werden
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Ein Akku braucht nun mal ein Ladegerät und das hat beim notebook und smartphone Kabel wie bei der eAuto-Ladestation und beim Leitungsausbau der Energieversorgungsnetze. Also was soll so eine sinnentleerte Aussage einer Akademie der Wissenschaften? Unabhängig davon sind die notwendigen Quantensprünge in der Energiedichte nach Ansicht vieler Physiker, Chemiker und Energieexperten nicht zu erwarten, damit die allgemein übliche Energiedichte von 150Wh/kg verbessert werden kann für ein erträgliches Verhältnis zwischen Kapazität und Gewicht. 350KW-Ladestationen für den Verkehr in einem flächendeckenden Netz brauchen geradezu armdicke Kabel über das Mittelspannungsnetz, wenn diese Akkus in adäquater Zeit geladen werden sollen, selbst bei 1000V braucht man 350A, damit man in 10min. ca. 60KWh laden kann. Und dann wollen wir abwarten, wie der Akku zu einem Ofen wird, auf dem man Würste braten kann während des Ladens und wie lande er das macht.
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Ob die Ausbeutung der Rohstoffe unter teils fragwürdigen Methoden nun das Allheilmittel ist, insbesondere für unsere Elektro-Konsum- und Wegwerfmentalität, damit man sich in sozialen Netzwerken an jedem x-beliebigen Ort auskotzen oder bei zalando auf dem Fahrrad sitzend untertage gefertigte Schuhe aus Indien liefern und vor allem zurückschicken kann, wage ich zu bezweifeln. Es ist doch eher so, dass dieser Elektrifizierungswahn zu einem Neo-Kolonialismus und Neo-Imperialismus führt, womit bspw. Deutschland die 2,2% CO2-Emissionen reduzieren soll.
Und ohne fossile Brennstoffe geht im übrigen erst mal gar nichts. Auch die nächsten 100 Jahre nicht, allein, weil sich das viele, gerade ausgebeutete Länder nicht leisten können, dafür aber deren Bevölkerungszunahme drastisch zunimmt – das Hauptproblem für CO2-Emissionen. Oder soll jetzt der weltweite elektr. Energieverbrauch – mit Gesellschaft ist doch wohl die weltweite und nicht nur europäische gemeint – teilweise in LiOn-Akkus gespeichert, deren Rohstoffe durch LiOn-Akkus betriebene Elektrobagger, Förderbänder, Verarbeitungsindustrie, Logistik und Zell- und Batterieproduktion gewonnen und verarbeitet werden. Soll einem das verkauft werden?
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Auch ich nutze diese Akkus, klar. Sie sind letztlich aber nur die Weiterentwicklung der Blei- und NiMH etc. Batterien mit Vor-, aber auch Nachteilen. Denn leider gibt es noch kein geregeltes Rücknahmesystem, weder bei notebook, smartphone, eRoller, ebike etc.etc.
Fluch oder Segen? und Reboundeffekt!
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Beste Grüße