Um allein die Begründung für Nobelpreise zu verstehen, braucht man oft fast schon mindestens einen passenden Doktortitel und das richtige Fachlexikon. Nicht so beim Chemie-Nobelpreis dieses Jahr. Die Begründung hat so ziemlich jeder von uns in der Tasche – und sie hat uns in der Tasche! Der Nobelpreis für Chemie geht in diesem Jahr an drei Forscher für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Akkus.
Ohne Lithium-Ionen-Akkus wäre unsere Welt heute nicht zu denken. Der Japaner Akira Yoshino, der Brite und US-Amerikaner Stanley Whittingham und John B. Goodenough, ebenfalls US-Amerikaner und mit 97 Jahren übrigens der bisher älteste Nobelpreisträger überhaupt, haben diese Welt erst möglich gemacht. Ihre Entwicklung, die Lithium-Ionen-Akkumulatoren, sind Speicher für elektrische Energie – leicht, wiederaufladbar und leistungsstark.
"Damit ist schon länger gerechnet worden, dass ein Nobelpreis für die Lithium-Ionen-Akkus kommt."
Sie werden in vielen Produkten eingesetzt, zum Beispiel in Smartphones, Laptops und Elektro-Fahrzeugen. Und für ihren Anteil an dieser Entwicklung haben die drei Forscher nun den Nobelpreis für Chemie erhalten, wie die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften heute in Stockholm mitteilte.
Lithium-Ionen-Akkus: Entwicklung in Etappen
Die drei ausgezeichneten Wissenschaftler arbeiteten allerdings nicht zusammen, sondern ihre Arbeit baut aufeinander auf:
- M. Stanley Whittingham legte in den 1970er Jahren den Grundstein: Im Kontext der damaligen Ölkrise versuchte er im Auftrag eines Ölkonzerns eine Batterie als Alternative zu fossilen Energieträgern zu entwickeln. Die Lithium-Akkus, die er erfand, hatten zwar eine beachtliche Leistung von zwei Volt, berichtet Sabrina Loi aus der Deutschlandfunk-Nova-Nachrichtenredaktion, nur leider fingen sie nach mehrmaligem Aufladen Feuer oder explodierten gar. Die Akkus wurden mithilfe von Aluminium zwar sicherer gemacht. Aber als der Ölpreis wieder fiel, gab Whittinghams Auftraggeber die Forschung daran wieder auf.
- John B. Goodenough schaffte es dann in den 80ern, die Leistung der Akkus, die Whittingham entwickelt hatte, fast zu verdoppeln – auf vier Volt. Und zwar indem er ein anderes Material für die Kathode des Akkus, also den Minuspol, einsetzte: Whittingham hatte dafür Tantaldisulfid benutzt, Goodenough ersetzte das durch Kobalt-Oxid. Das hatte zusätzlich den Vorteil, dass es sehr leicht ist. Damals war Öl aber noch sehr günstig, so dass das Interesse an solchen Akkus nicht sehr groß war, erklärt Sabrina.
- Nur in Japan war das anders: Die Japaner suchten nach Möglichkeiten, Kleinelektronik mit Energie zu versorgen. Und das war die Chance für Akira Yoshino. Der befasste sich nun mit dem Pluspol der Batterien, der Anode. Die bestand ja bislang aus dem hochreaktiven metallischem Lithium – und das konnte sich mit der Zeit verändern, was die Akkus gefährlich machte. Also ersetzte Yoshino das Lithium durch das Lithium-Ionen-haltige Petrolkoks. Das machte die Akkus stabiler, deutlich sicherer und viel häufiger aufladbar.
Im Ergebnis kamen 1991 dann die ersten Lithium-Ionen-Akkus auf den Markt. Heute stecken ihre Nachfolger in fast jedem Smartphone, Tablet oder auch in Elektro-Autos. In der Nobelpreis-Begründung heißt es deshalb, die Forscher hätten "eine wiederaufladbare Welt kreiert".
Chemie-Nobelpreis: Forschung, die der Nachhaltigkeit nutzt
Die drei Preisträger haben nicht nur den Grundstein für eine kabellose Gesellschaft gelegt, sagt Sara Snogerup Linse vom Nobel-Komitee, sondern auch für eine Gesellschaft, die theoretisch ohne fossile Energieträger auskommen kann. Und das ist revolutionär, findet die Akademie.
Der Nobelpreis für Chemie ist zurzeit mit einem Preisgeld von insgesamt umgerechnet rund 830.000 Euro dotiert. Offiziell verliehen wird er am 10. Dezember.