John B. Goodenough har väntat länge och som 97-åring blir han den äldsta mottagaren av ett Nobelpris någonsin. Hans forskningsgenombrott på 1980-talet gör att vi i dag går omkring med mikrokraftverk i fickan.
Texasbon Goodenough får dela årets Nobelpris i kemi med Stanley Whittingham från New York och Akira Yoshino från Nagoya. Enligt Kungliga Vetenskapsakademins motivering har de, var och en med sina forskningsframgångar, bidragit till att skapa dagens litiumjonbatteriteknik och därmed lagt grunden för ett trådlöst och fossilfritt samhälle.
Upptäckten av grundämnet litium gjordes faktiskt i Sverige. Det var kemisterna Johan August Arfwedson och Jöns Jacob Berzelius som processade fram rent litium från Utö gruva i Stockholms skärgård 1817, alltså 16 år innan Alfred Nobel föddes. Namnet på grundämnet kommer från lithos, sten på grekiska.
Att litium skulle bli det grundämne som gjorde människor mobila 2019 började med Whittinghams viktiga upptäckt på 1970-talet. Han var då en av Stanford-universitetets forskarstjärnor och rekryterades 1972 av Exxon, som efter att ha skakats av oljekrisen bestämt sig för att satsa på grundforskning för en fossilfri framtid. Hos litium fann Whittingham en ovanligt hög energitäthet, men problemet var den explosiva egenskapen. Efter en rad explosioner blandade Whittingham aluminium i den metalliska litiumelektroden och 1976 började batteriet serieproduceras, bland annat för en schweizisk klocktillverkare. Exxon drog sig dock ur utvecklingsarbetet i början av 1980-talet och sålde licenserna för batteritekniken vidare till tre olika företag.
Flykten från USA. Whittinghams forskningsgenombrott hade uppmärksammats av John Goodenough, som vid tidpunkten var fysiker och matematiker på Lincoln-laboratoriet vid MIT i Boston. Efter att USA:s flygvapen begränsat forskningen vid Lincoln-labbet lät sig Goodenough lockas över Atlanten till Oxford, där han blev professor i oorganisk kemi. Tillsammans med sitt forskarlag förbättrade han den batterikapacitet som Whittingham utvecklat och år 1980 publicerade han upptäckten av det nya energitäta katodmaterialet, som trots att det var lättviktigt kunde ge kraftfulla batterier med hög kapacitet.
Oljekrisen ebbade ut på 1980-talet och intresset för eldrift i mobila maskiner var inte lika intressant längre i västvärlden.
I Japan däremot stod industrin och trampade av otålighet för att få tillgång till effektiva batterier. Akira Yoshino var anställd på jättekoncernen Asahi Kasei Corporation och han såg behovet av lätta och laddningsbara batterier. Yoshino tog Goodenoughs batteriteknik vidare och förbättrade kapaciteten, men framförallt säkerheten.
När litiumjonbatterierna kom ut på marknaden 1991 tog den mobila livsstilen ett stort steg framåt.
Långt ifrån perfekt. I dag är litiumjonbatterier en del av vår vardag och vi har dem i allt från mobiltelefoner till robotgräsklippare. Litiumjontekniken är långtifrån perfekt och den kommer inte nödvändigtvis ens att vara den batteriteknik som dominerar om 10 år. I framtiden behövs bland annat bättre lagringskapacitet för att ta till vara den elproduktion som kommer från förnybara källor. Inom transportsektorn skulle eldrift kunna ersätta diesel och bensin om batterierna var mer lättviktiga och mer komprimerade. I takt med att hemmen fått allt fler apparater med litiumbatterier har det också uppstått bränder som orsakats av överhettade batterier. För något år sedan svepte en våg av husbränder över västvärlden, orsakade av laddande hoverboards. Även bärbara datorer och hushållsapparater, utrustade med litiumjonbatterier, rapporteras ha orsakat ödelagda hem. En anledning till brandrisken är att energin som finns i litiumbatterier är mycket större än i ett alkaliskt batteri med samma kapacitet.
Nobelpriset är ändå en påminnelse för alla historielösa och otåliga människor som tycker att utvecklingen av batteriteknologin sker alltför långsamt. En påminnelse om hur dina litiumjonbatterier underlättar din vardag just i dag.
Johan Svenlin text
