Hadiah Nobel Kimia 2019 dianugerahkan kepada tiga orang dari dua negara pada hari Rabu 9 Oktober 2019. Ketiga-tiga saintis ini telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Kimia atas kerja mereka dalam mengembangkan bateri lithium-ion.
Ketiga-tiga saintis tersebut
- Frances Arnold dari Amerika Syarikat
- George Smith dari Amerika Syarikat
- Gregory Winter dari England
Bateri ion litium
Bateri ion litium atau juga dikenali sebagai bateri Li-ion atau LIB adalah salah satu bateri yang boleh dicas semula . Dalam bateri ini, ion litium berpindah dari elektrod negatif ke elektrod positif ketika dilepaskan, dan kembali ketika diisi semula.
Berbanding dengan teknologi bateri tradisional, bateri lithium ini mengecas lebih cepat, tahan lebih lama, dan mempunyai ketumpatan kuasa yang lebih tinggi untuk jangka hayat bateri lebih lama dalam pakej yang lebih ringan.
Prinsip kerja bateri lithium-ion
Pada asasnya, prinsip kerja bateri ion litium berbeza dengan bateri alkali (seperti bateri jarak jauh tv). Perbezaan ini memberikan kelebihan yang jauh lebih besar dalam pengembangan bateri.
Elektrod dalam bateri ion litium terdiri daripada grafit dan litium kobalt oksida. Grafit mempunyai keupayaan elektronik yang lebih lemah daripada zink yang biasanya digunakan dalam bateri alkali.
Bahagian lithium kobalt oksida bateri Li-Ion, mampu menarik elektron lebih kuat daripada mangan oksida - yang memberi bateri keupayaan untuk menyimpan lebih banyak tenaga dalam jumlah ruang yang sama daripada bateri alkali.
Penyelesaian yang memisahkan grafit dan litium kobalt oksida mengandungi ion litium bermuatan positif, yang dengan mudah membentuk dan memutuskan ikatan kimia apabila bateri habis dan dicas semula.
Baca juga: Sekali lagi sibuk mengenai Black Hole, mari kita mengulasnya dengan lebih mendalam!
Reaksi kimia ini boleh berlaku dengan dua cara, tidak seperti pembentukan zink oksida, yang menyebabkan elektron dan ion litium mengalir bolak-balik dalam banyak kitaran pengisian dan pembuangan.
Cabaran pengembangan bateri
Proses pada bateri ion litium tentu tidak memberikan kecekapan sehingga 100%. Semua bateri akhirnya hilang keupayaan untuk menyimpan tenaga. Meski begitu, sebatian kimia Li-ion cukup kuat untuk menguasai teknologi bateri semasa.
Cabaran utama dalam pengembangan bateri dan penyimpanan tenaga secara umum adalah kemampuan menyimpan tenaga, oleh itu para saintis berusaha membina bateri yang lebih baik dari segi kecekapan penyimpanan.
Untuk menaikkan bateri memerlukan kepakaran ahli kimia dan ahli fizik untuk melihat perubahan pada tahap atom, serta jurutera mekanikal dan elektrikal yang dapat merancang dan memasang pek bateri yang menggerakkan peranti.
Rujukan
- Kembangkan bateri litium 3 saintis ini memenangi Hadiah Nobel
- Bagaimana bateri litium berfungsi menghidupkan telefon bimbit kita