Le lauréat du prix VinFuture n'a pas été reconnu pour être en avance sur son temps

Les travaux visant à créer des batteries lithium-ion viennent d'aider le professeur Stanley Whittingham à recevoir le prix principal de VinFuture, mais à l'époque de son invention, il n'avait pas été bien accueilli car le produit était trop nouveau.

Le professeur Stanley Wittingham (82 ans), de l'Université de Binghamton, Université d'État de New York, États-Unis, est l'un des quatre scientifiques à recevoir le Grand Prix VinFuture d'une valeur de 3 millions de dollars (équivalent à 73 milliards de VND), avec son invention créant une base durable pour l'énergie verte grâce à la production de cellules solaires et au stockage avec des batteries lithium-ion.

Le professeur Stanley Wittingham a inventé le principe de fonctionnement des batteries lithium-ion et a identifié le rôle des ions lithium comme porteur de charge efficace. Ses contributions ont été cruciales pour le développement des batteries lithium-ion, qui sont utilisées dans tous les appareils, des téléphones portables aux ordinateurs portables en passant par les voitures électriques.

Avant l’avènement des batteries lithium-ion, les deux types de batteries les plus courants au monde étaient les batteries acides et les batteries alcalines. La limitation de ces batteries est leur faible rendement énergétique. Les piles alcalines et au nickel sont extrêmement toxiques, à tel point qu’elles ne sont plus utilisées aujourd’hui dans les espaces publics. Bien que les batteries acides soient moins toxiques, leur recyclage et leur réutilisation sont difficiles. Les batteries lithium-ion ont une surface plus petite mais fournissent 5 fois plus d'énergie et sont recyclables à 99 %, ce qui fait la différence.

Cependant, vers 1974, Stanley Wittingham et son équipe de recherche ont créé la première version de batteries lithium-ion, capables de stocker de l'énergie. Cependant, « cela n'a pas été bien reçu, peut-être que notre produit est né trop tôt, trop en avance sur son temps », a-t-il déclaré, révélant qu'il avait dû prendre 8 à 10 ans de pause parce qu'il n'avait pas été « remarqué ».

Il a dit franchement qu'au début, ce type de batterie était principalement utilisé dans les boîtes noires et certains types de montres. Plus tard, certains grands fabricants ont estimé qu’il s’agissait d’une technologie nécessaire. Comme Sony a voulu utiliser cette technologie pour l'intégrer dans ses produits et l'a approché, ce type de batterie est depuis devenu plus largement connu.

Le président Vo Van Thuong (à gauche) remet les prix aux quatre lauréats du prix principal VinFuture 2023, le professeur Stanley Whittingham (au milieu). Photo : Giang Huy

Sa contribution a été la découverte selon laquelle le piégeage des ions lithium entre des plaques de sulfure de titane générerait de l’électricité, exploitant ainsi l’énorme énergie du lithium pour libérer ses électrons externes. La clé de la technologie des batteries, explique le professeur Stanley, est de stocker l’énergie et de la charger rapidement. C'est une fonctionnalité que tout le monde souhaite. Le mécanisme de cette technologie de batterie est simplement compris comme un sandwich avec des couches, au milieu se trouve un composé de lithium, lorsque vous souhaitez charger, le lithium est aspiré pour charger, puis repoussé dans ces couches.

Il a été le pionnier du concept d’intercalation d’électrodes. Il s’est également concentré sur l’amélioration de la stabilité structurelle et du nombre de cycles des batteries, grâce à l’application de réactions d’intercalation multiélectronique pour améliorer leur stabilité et leur capacité.

À partir de 6 à 8 membres initiaux, le groupe de recherche du professeur s'est progressivement élargi à près de 30 personnes, y compris des collaborateurs physiciens et scientifiques des matériaux. Mais M. Stanley a déclaré que le chemin de la recherche n’était pas toujours facile et qu’il fut un temps où la recherche sur les batteries n’était plus un sujet d’actualité.

Mais maintenant, les batteries lithium-ion ont été appliquées à tout ce qui a besoin de batteries pour fonctionner, des téléphones, montres ou ordinateurs aux véhicules, aux véhicules ou aux grandes entreprises qui produisent de l'énergie solaire et éolienne. « J'aurais dû prendre ma retraite il y a 20 ans, mais je n'aurais jamais pensé que je serais assis ici aujourd'hui, à voir de plus en plus de véhicules électriques utilisant des batteries, comme VinFast avec les voitures électriques, les bus électriques et les motos électriques », a-t-il déclaré.

Jean-Pierre Lefebvre. Photo : Phuoc Van

Pour ses travaux sur le développement de la première batterie au lithium, le professeur Stanley Whittingham a reçu le prix Nobel de chimie 2019, partageant le prix avec le professeur John Goodenough (Université du Texas) et le professeur Akira Yoshino (Université Meijo). Selon la Fondation Nobel, les batteries lithium-ion ont révolutionné la vie humaine depuis leur arrivée sur le marché en 1991, posant les bases d’une société sans fil et sans combustibles fossiles. Le développement des batteries lithium-ion a également rendu possible les véhicules électriques, tout en alimentant la croissance de la communication sans fil.

Il a plaisanté en disant qu'il n'avait plus assez de temps pour tester si les batteries au lithium étaient les « héros qui ont sauvé la terre » des problèmes environnementaux. Song a déclaré qu'il s'était intéressé à la durabilité dans les domaines des batteries et de l'environnement tout au long de sa carrière scientifique. Peu importe la manière dont les batteries sont produites, elles doivent utiliser moins d’énergie, et leur transport sur des milliers de kilomètres d’un pays à un autre consomme également beaucoup d’énergie. Il espère donc que les régions et les pays pourront produire leurs propres batteries au lithium.

Interrogé sur les batteries au lithium utilisant des métaux rares qui pourraient s'épuiser, le professeur Stanley Whittingham a déclaré qu'elles visaient à éviter d'utiliser des métaux extraits grâce au travail des enfants. Le nickel étant encore largement utilisé, le phosphate a une faible densité énergétique mais est moins cher, c'est pourquoi il est promu. Il a également souligné le fait que si les semi-conducteurs étaient utilisés efficacement, moins de batteries seraient nécessaires. « Il y a dix ans, quand on utilisait des ordinateurs, on les voyait souvent chauffer. Aujourd'hui, on voit rarement ce phénomène parce que les semi-conducteurs des ordinateurs fonctionnent beaucoup plus efficacement », a-t-il déclaré.

Stanley Whittingham est actuellement professeur à l’Université de Binghamton, où il est depuis 1988. Le groupe de recherche avec lequel il travaille est composé de scientifiques expérimentés et recherche également de jeunes chercheurs avec lesquels il espère nouer des liens. Lors de sa troisième visite au Vietnam, il a donné deux conseils aux jeunes scientifiques : faites toujours des recherches sur ce qui vous intéresse et vous passionne, et ne vous concentrez pas trop sur l'argent. Deuxièmement, vous devez être prêt à investir dans des domaines difficiles, avec une mentalité de tolérance au risque, et ne pas être trop conservateur.

Nhu Quynh

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