الخميس، 10 أكتوبر 2019
الأربعاء، 9 أكتوبر 2019
جائزة نوبل في الكيمياء ٢٠١٩
تم الإعلان مُنذ قليل عن الفائزين بجائزة نوبل المُنتظرة وتحديداً جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2019.
حيث قُسِمت الجائزة على ثلاثة علماء بالتساوي وهم: الثُلث لـلألماني الأمريكي John B. Goodenough صاحب الـ97 عام، والثُلث للـبريطاني صاحب الـ 78 عام M. Stanley Whittingham، والثُلث الأخير للياباني Akira Yoshino صاحب الـ 71 عام.
"وذلك لدورهم في تطوير بطاريات الليثيوم"
بطاريات الليثيوم تتميز بخفة الوزن، قابلية إعادة الشحن، والقوة. حيث تُستخدم هذه البطاريات اليوم في كل شئ من الهواتف المحمولة، إلى أجهزة الكومبيوتر المحمولة Laptops والسيارات الكهربائية التي تسير لمسافات طويلة.
حيث تستطيع تخزين كميات كبيرة من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. سامحة إيانا بالحصول على عالَم خالي من الوقود الأحفوري.
تم وضع أساسات بطاريات الليثيوم خلال أزمة الوقود التي حدثت في أوروبا و الولايات المُتحدة في 1973. حيث عمل Stanley Whittingham على تطوير طُرق تجعلنا لا نعتمد على البترول أو الوقود الأحفوري عموماً.
حيث بدأ بحثه بالموصلات الفائقة superconductors، التي ساعدته للوصول إلى اكتشاف مادة غنية بالطاقة، التي استخدمها لصناعة كاثود cathode مُبتكر في بطاريات الليثيوم القديمة. هذه المادة كانت التيتانيوم ثاني كبريتيد titanium disulphide، التي كانت على المستوى الجزيئي تحتوي على فراغات كفيلة بتخزين أيونات الليثيوم.
أنود البطارية في البداية كان مصنوع جزئياً من عنصر الليثيوم المعدني، الذي لديه قابلية عالية على إطلاق الإلكترونات. هذا أنتج بطارية لديها جهد كبير حرفياً، وتحديداً أكثر من 2 فولت.
وبما أن الليثيوم المعدني نشط للغاية، بالتالي إحتمالية إنفجار البطارية كان موجود.
وللتغلب على هذا الأمر، توقع John Goodenough أن الكاثود سيكون له جهد أعلى بكثير إن كان مصنوع من أكسيد المعدن وليس كبريتيد المعادن. وبعد الكثير من البحث المنهجي، في عام 1980 تحديداً، استطاع أن يُثبت أن أكسيد الكوبلت الذي يحتوي أيونات الليثيوم استطاع أن يُنتج أكثر من 4 فولت! هذا الإنجاز شديد الأهمية مهد الطريق إلى بطاريات أقوى بكثير.
مع اعتبار كاثود Goodenough الأساس، صنع Akira Yoshino أول بطارية ليثيوم مُتاحة تُجارياً في 1985. ولكن بدلاً من استخدام الليثوم النشط كأنود، استخدم مادة كربونية وتحديداً فحم الكوك، الذي يُشبه أكسيد الكوبلت في قابليته على تخزيين أيونات الليثيوم بين طبقاته وبالتالي أكثر أماناً لاستطاعتنا تخزين أيونات الليثيوم.
والنتيجة أن لدينا الآن بطاريات خفيفة الوزن، لدرجة يُمكنك حملها في يدك بدون عناء (بطاريات الليثيوم في البداية كان تزن عدة كيلوجرامات)، يُمكن شحنها مئات المرات قبل أن يتدهور أدائها. تتميز بطاريات الليثيوم عن أي بطارية أخرى أنها لا تعتمد على تفاعل كيميائي يُكسر الأقطاب الكهربائية (الأنود والكاثود)، ولكن هنا تتحرك الإلكترونات ذهاباً وإياباً بين الأنود والكاثود.
بطاريات الليثوم أدت إلى ثورة في حياتنا مُنذ تقديمها للسوق في 1991. حيث وضعت أساس الشحن اللاسلكي، مُجتمع خالي من الوقود الأحفوري المُلوث للبيئة، حيث تُعتبر من أعظم الأشياء التي أفادت البشرية.
... ؟! (منقول