Der Gewinner des VinFuture-Preises wurde nicht dafür gewürdigt, 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 der Lithium-Ionen-Batterie und etablierte die Rolle des Lithium-Ions als effizienter Ladungsträger. Seine Beiträge waren entscheidend für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie, die in vielen verschiedenen Geräten – von Mobiltelefonen und Laptops bis hin zu Elektroautos – zum Einsatz kommt.

Vor der Einführung von Lithium-Ionen-Batterien waren Säure- und Alkalibatterien die weltweit am häufigsten verwendeten Batterietypen. Der Nachteil dieser Batterien ist ihre geringe Energieabgabe. Alkali- und Nickelbatterien sind extrem giftig und werden daher heute nicht mehr im öffentlichen Raum verwendet. Säurebatterien sind zwar weniger giftig, aber Recycling und Wiederverwendung sind schwierig. Lithium-Ionen-Batterien haben eine kleinere Fläche, produzieren aber fünfmal mehr Energie und sind zu 99 % recycelbar – das ist der Unterschied.

Um 1974 entwickelten Stanley Wittingham und sein Forschungsteam die erste Version einer Lithium-Ionen-Batterie, die Energie speichern konnte. „Sie wurde jedoch nicht gut aufgenommen. Vielleicht kam unser Produkt zu früh auf die Welt, war seiner Zeit zu weit voraus“, sagte er und gab zu, dass er acht bis zehn Jahre pausieren musste, weil er nicht „bemerkt“ wurde.

Er sagte offen, dass dieser Batterietyp zunächst hauptsächlich in Blackboxen und einigen Uhrentypen verwendet wurde. Später erkannten einige große Hersteller, dass diese Technologie notwendig war. Sony beispielsweise wollte diese Technologie nutzen, um sie in seine Produkte zu integrieren, und kam zu ihm. Seitdem ist dieser Batterietyp bekannter geworden.

Präsident Vo Van Thuong (links) überreicht die Auszeichnungen an die vier Gewinner des VinFuture 2023-Preises, Professor Stanley Whittingham (Mitte). Foto: Giang Huy

Sein Beitrag bestand in der Entdeckung, dass Lithiumionen zwischen Titansulfidplatten Elektrizität erzeugen können. Dabei wird die enorme Energie des Lithiums genutzt, um Elektronen aus der äußeren Schicht freizusetzen. Professor Stanley erklärte, das Wichtigste an der Batterietechnologie sei die Möglichkeit, Energie zu speichern und schnell aufzuladen. Diese Eigenschaft sei für jeden von uns wünschenswert. Der Mechanismus dieser Batterietechnologie ist wie ein Sandwich mit mehreren Schichten. In der Mitte befindet sich eine Lithiumverbindung. Zum Aufladen zieht man das Lithium heraus und schiebt es dann wieder in die Schichten zurück.

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

Von den anfänglich sechs bis acht Kernmitgliedern wuchs die Forschungsgruppe des Professors allmählich auf fast 30 Personen an, darunter auch Mitarbeiter aus der Physik und Materialwissenschaft. Herr Stanley sagte jedoch, der Forschungsverlauf sei nicht immer reibungslos verlaufen. Es gab eine Zeit, in der die Batterieforschung kein heißes Thema mehr war.

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

Stanley Whittingham. Foto: Phuoc Van

Stanley Whittingham erhielt den Nobelpreis für Chemie 2019 gemeinsam mit John Goodenough (University of Texas) und Akira Yoshino (Meijo University) für seine Arbeit an der Entwicklung der ersten Lithium-Ionen-Batterie. Laut der Nobelstiftung haben Lithium-Ionen-Batterien seit ihrer Markteinführung 1991 das menschliche Leben revolutioniert und den Grundstein für eine drahtlose und fossilbrennstofffreie Gesellschaft gelegt. Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien ermöglichte zudem Elektrofahrzeuge und trieb die Entwicklung der drahtlosen Kommunikation voran.

Er scherzte, er habe nicht mehr genug Zeit, um zu testen, ob Lithiumbatterien die „Helden sind, die die Erde vor Umweltproblemen retten“. Er sagte jedoch, er habe sich während seiner gesamten wissenschaftlichen Karriere für Nachhaltigkeit im Batterie- und Umweltbereich interessiert. Batterien müssten mit weniger Energie produziert werden, und ihr Transport über Tausende von Kilometern von einem Land ins andere verlange ebenfalls viel Energie. Daher hoffe er, dass Regionen und Länder ihre eigenen Lithiumbatterien produzieren könnten.

Auf die Frage nach Lithiumbatterien, die seltene Metalle verwenden, die schnell erschöpft sind, sagte Professor Stanley Whittingham, man wolle auf Metalle verzichten, deren Abbau Kinderarbeit erfordert. Nickel werde noch häufig verwendet, während Phosphat zwar eine geringe Energiedichte habe, aber billiger sei, weshalb man sich auf dessen Förderung konzentriere. Er wies außerdem darauf hin, dass bei effizienterer Nutzung von Halbleitern weniger Batterien benötigt würden. „Vor zehn Jahren, als wir Computer benutzten, sahen wir oft, dass sie heiß wurden, heute ist dieses Phänomen seltener, 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, beschäftigt erfahrene Wissenschaftler und sucht auch nach Nachwuchsforschern, mit denen er Kontakte knüpfen möchte. Bei seinem dritten Besuch in Vietnam gab er jungen Wissenschaftlern zwei Ratschläge: Forschen Sie immer an den Themen, die Sie interessieren und begeistern, und konzentrieren Sie sich nicht zu sehr aufs Geld. Zweitens sollten Sie bereit sein, in schwierige Bereiche zu investieren, risikofreudig sein und nicht zu konservativ sein.

Nhu Quynh

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