Der Gewinner des VinFuture-Preises wurde nicht dafür ausgezeichnet, seiner Zeit voraus zu sein

Für seine Arbeit an der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien erhielt Professor Stanley Whittingham gerade den Hauptpreis von VinFuture. Zum Zeitpunkt seiner Erfindung stieß er jedoch auf wenig Gegenliebe, da das Produkt noch zu neu war.

Professor Stanley Wittingham (82 Jahre), Binghamton University, State University of New York, USA, ist einer von vier Wissenschaftlern, die den mit 3 Millionen USD (entspricht 73 Milliarden VND) dotierten VinFuture-Hauptpreis erhalten. Seine Erfindung schafft eine nachhaltige Grundlage für grüne Energie durch die Herstellung von Solarzellen und deren Speicherung mit Lithium-Ionen-Batterien.

Professor Stanley Wittingham erfand das Funktionsprinzip von Lithium-Ionen-Batterien und erkannte die Rolle von Lithium-Ionen als effiziente Ladungsträger. Seine Beiträge waren entscheidend für die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien, die in allen möglichen Geräten von Mobiltelefonen über Laptops bis hin zu Elektroautos zum Einsatz kommen.

Vor dem Aufkommen der Lithium-Ionen-Batterien waren Säure- und Alkalibatterien die beiden weltweit am häufigsten vorkommenden Batterietypen. Die Einschränkung dieser Batterien ist die geringe Energieabgabe. Alkali- und Nickelbatterien sind extrem giftig, sodass sie heute im öffentlichen Raum nicht mehr verwendet werden. Säurebatterien sind zwar weniger giftig, das Recycling und die Wiederverwendung sind jedoch schwierig. Der Unterschied besteht darin, dass Lithium-Ionen-Batterien eine kleinere Fläche haben, aber fünfmal mehr Energie liefern und zu 99 % recycelbar sind.

Um 1974 entwickelten Stanley Wittingham und sein Forschungsteam jedoch die erste Version von Lithium-Ionen-Batterien, die Energie speichern konnten. Allerdings sei es „nicht gut angekommen, vielleicht ist unser Produkt zu früh geboren worden, seiner Zeit zu weit voraus“, sagte er und verriet, dass er 8 bis 10 Jahre pausieren musste, weil er „nicht bemerkt“ worden sei.

Er sagte freimütig, dass dieser Batterietyp zunächst hauptsächlich in Blackboxen und bestimmten Uhrentypen verwendet wurde. Später erkannten einige große Hersteller, dass es sich dabei um eine notwendige Technologie handelte. Da Sony diese Technologie nutzen und in seine Produkte integrieren wollte und auf ihn zukam, erfreut sich dieser Akkutyp seitdem einer größeren Bekanntheit.

Präsident Vo Van Thuong (links) überreicht den vier Gewinnern des VinFuture 2023-Hauptpreises und Professor Stanley Whittingham (Mitte) Auszeichnungen. Foto: Giang Huy

Sein Beitrag bestand in der Entdeckung, dass man durch das Einfangen von Lithiumionen zwischen Titansulfidplatten Elektrizität erzeugen und so die enorme Energie des Lithiums nutzen kann, um seine äußeren Elektronen freizusetzen. Der Schlüssel zur Batterietechnologie, erklärt Professor Stanley, liege darin, Energie zu speichern und schnell aufzuladen. Dies ist eine Funktion, die jeder möchte. Der Mechanismus dieser Batterietechnologie lässt sich vereinfacht als ein Sandwich mit Schichten verstehen, in der Mitte befindet sich eine Lithiumverbindung, beim Laden wird das Lithium zum Laden herausgesaugt und dann wieder in diese Schichten zurückgedrückt.

Er war ein Pionier des Konzepts der Elektrodeninterkalation. Darüber hinaus konzentrierte er sich auf die Verbesserung der strukturellen Stabilität und Zyklenzahl von Batterien durch die Anwendung von Mehrelektronen-Interkalationsreaktionen zur Steigerung ihrer Stabilität und Kapazität.

Von den anfänglich 6–8 Kernmitgliedern wuchs die Forschungsgruppe des Professors nach und nach auf fast 30 Personen an, darunter auch Mitarbeiter aus der Physik und Materialwissenschaft. Herr Stanley sagte jedoch, dass der Forschungsverlauf nicht immer reibungslos verlief und dass es eine Zeit gab, in der die Batterieforschung kein heißes Thema mehr war.

Doch mittlerweile werden Lithium-Ionen-Batterien überall dort eingesetzt, wo Batterien zum Betrieb benötigt werden, von Telefonen, Uhren oder Computern bis hin zu Fahrzeugen oder größeren Unternehmen, die Solar- und Windenergie produzieren. „Ich hätte schon vor 20 Jahren in Rente gehen sollen, aber ich hätte nie gedacht, dass ich heute hier sitzen und immer mehr Elektrofahrzeuge mit Batterien sehen würde, wie VinFast mit Elektroautos, Elektrobussen und Elektromotorrädern“, sagte er.

Stanley Whittingham. Foto: Phuoc Van

Für seine Arbeit an der Entwicklung der ersten Lithiumbatterie erhielt Professor Stanley Whittingham 2019 den Nobelpreis für Chemie, den er sich zusammen mit Professor John Goodenough (University of Texas) und Professor Akira Yoshino (Meijo University) teilte. Laut der Nobel-Stiftung haben Lithium-Ionen-Batterien seit ihrer Markteinführung im Jahr 1991 das menschliche Leben revolutioniert und den Grundstein für eine drahtlose und fossilbrennstofffreie Gesellschaft gelegt. Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien ermöglichte zudem die Herstellung von Elektrofahrzeugen und förderte gleichzeitig das Wachstum der drahtlosen Kommunikation.

Er scherzte, er habe nicht mehr genug Zeit, um zu testen, ob Lithiumbatterien die „Helden seien, die die Erde vor Umweltproblemen gerettet haben“. Song sagte, er habe sich während seiner gesamten wissenschaftlichen Karriere für Nachhaltigkeit in den Bereichen Batterien und Umwelt interessiert. Unabhängig davon, wie Batterien hergestellt werden, müssen sie weniger Energie verbrauchen, und ihr Transport über Tausende von Kilometern von einem Land ins andere verbraucht ebenfalls viel Energie. Daher hofft er, dass Regionen und Länder ihre eigenen Lithiumbatterien produzieren können.

Auf die Frage nach Lithiumbatterien, die seltene Metalle verwenden, die zur Neige gehen könnten, sagte Professor Stanley Whittingham, dass man darauf abziele, die Verwendung von Metallen zu vermeiden, die unter Einsatz von Kinderarbeit abgebaut würden. Nickel wird noch immer häufig verwendet, Phosphat weist jedoch eine geringere Energiedichte auf, ist aber billiger und wird daher gefördert. Er wies außerdem darauf hin, dass bei effizienter Nutzung von Halbleitern weniger Batterien nötig seien. „Vor zehn Jahren, als wir Computer benutzten, sahen wir oft, dass sie heiß wurden. Heute sehen wir dieses Phänomen kaum noch, weil die Halbleiter in Computern viel effizienter arbeiten“, sagte er.

Stanley Whittingham ist seit 1988 Professor an der Binghamton University. Die Forschungsgruppe, in der er arbeitet, besteht aus erfahrenen Wissenschaftlern und ist außerdem auf der Suche nach Nachwuchsforschern, mit denen er Kontakte knüpfen möchte. Bei seinem dritten Besuch in Vietnam gab er jungen Wissenschaftlern zwei Ratschläge: Erforschen Sie immer das, was Sie interessiert und wofür Sie sich begeistern, und konzentrieren Sie sich nicht zu sehr auf das Geld. Zweitens müssen Sie bereit sein, in schwierige Bereiche zu investieren, dabei risikofreudig sein und nicht zu konservativ vorgehen.

Nhu Quynh

Quellenlink: https://vnexpress.net/chu-nhan-giai-chinh-vinfuture-tung-khong-duoc-don-nhan-vi-di-truoc-thoi-dai-4690011.html