Der US-Amerikaner John B. Goodenough, der gebürtige Brite M. Stanley Whittingham und der Japaner Akira Yoshino haben mit ihren Arbeiten eine «wiederaufladbare Welt» ermöglicht: Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Akkus ebnete den Weg für die mobilen Geräte, die uns im Alltag umgeben, ermöglichte die Entwicklung von Elektrofahrzeugen für weite Distanzen und letztlich eine auf erneuerbaren Energiequellen basierende Gesellschaft, frei von fossilen Brennstoffen, teilte die Königliche Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch mit.
Das Nobelkomitee verkündet jedes Jahr Preisträger. Bahnbrechende Entdeckungen gibt es zuhauf. Alles Wissenswerte dazu erfahren Sie auf BLICK.
Das Nobelkomitee verkündet jedes Jahr Preisträger. Bahnbrechende Entdeckungen gibt es zuhauf. Alles Wissenswerte dazu erfahren Sie auf BLICK.
Erfindung aus Not
Die Geburtsstunde der Lithium-Ionen-Batterie war die Ölkrise der 1970er Jahre. Stanley Whittingham von der Binghampton University, die zur State University of New York gehört, entdeckte ein extrem energiereiches Material, das er für eine innovative Kathode in einer Lithium-Batterie nutzte. Diese bestand aus Titandisulfid und enthält auf molekularer Ebene «Löcher», in die sich reversibel Lithium-Ionen einfügen können.
Allerdings war diese Batterie noch relativ schwach, sie produzierte eine elektrische Spannung von rund zwei Volt. Wegen der Instabilität des Anoden-Materials - metallisches Lithium - war die Batterie für den Alltagsgebrauch zudem zu explosionsgefährdet.
Verbesserung der Lithium-Ionen-Batterie
John Goodenough von der University of Texas verbesserte diese Batterie entscheidend, indem er vorschlug, ein Metalloxid anstelle eines Metallsulfids für die Kathode zu verwenden. 1980 zeigte er, dass sich Whittinghams Batterie mit Kobaltoxid als Kathodenmaterial von zwei auf vier Volt steigern liess. Dieser Durchbruch ermöglichte weitaus stärkere Batterien.
Erste kommerzielle Batterie
Akira Yoshino von der Asahi Kasei Corporation in Tokio und der Meijo University in Nagoya entwickelte die erste kommerzielle Lithium-Ionen-Batterie im Jahr 1985. Anstelle von dem explosiven metallischen Lithium als Anodenmaterial nutzte er das weitaus stabilere Petrolkoks, ein auf Kohlenstoff basierendes Material, das aus Erdöl gewonnen wird und Lithium-Ionen aufnehmen und abgeben kann.
Akkus für Smartphones und E-Autos
Das Ergebnis war ein leichter, robuster Akku, der sich hunderte Male auf- und entladen liess, bevor seine Leistung nachliess. 1991 kam diese revolutionäre Entwicklung auf den Markt und stiess eine Revolution an, die letztlich Smartphones und Elektrofahrzeuge ermöglichte.
Der Vorteil des Lithium-Ionen-Akkus sei, dass er nicht auf chemischen Reaktionen beruhe, sondern auf dem Hin- und Herfliessen von Lithium-Ionen zwischen Anode und Kathode, schrieb das Nobelpreis-Komitee.
Wer hat letztes Jahr gewonnen?
Im vergangenen Jahr war der Chemie-Nobelpreis zur Hälfte an Frances Arnold aus den USA und zur anderen Hälfte an dessen Landsmann George Smith sowie den Briten Gregory Winter für ihre Beiträge zur Entwicklung einer grünen chemischen Industrie gegangen. Wie im Vorjahr ist der Nobelpreis mit neun Millionen schwedischen Kronen (rund 900'000 Franken) dotiert.
Offiziell ausgezeichnet werden die Geehrten am 10. Dezember, dem Todestag von Preisstifter und Dynamit-Erfinder Alfred Nobel, in Stockholm.
(SDA)
Die seit 1901 verliehenen Chemie-Nobelpreise gingen vor allem an amerikanische Forscher. Die erste Auszeichnung erhielt der Niederländer Jacobus van't Hoff für die Entdeckung von Gesetzen der Osmose.
Die Preisträger der vergangenen zehn Jahre sind:
- 2020: Der Chemie-Nobelpreis 2020 geht an die Französin Emmanuelle Charpentier und die US-Amerikanerin Jennifer Doudna. Sie sind die Entdeckerinnen der Genschere Crispr/Cas9 und revolutionierten damit das Bearbeiten von Genen.
- 2019: John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham und Akira Yoshino erhalten den Preis für ihre Beiträge zur Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien.
- 2018: Die US-Amerikanerin Frances Arnold, ihr Landsmann George Smith und der Brite Gregory Winter haben Methoden entwickelt, mit denen es möglich ist, etwa Biokraftstoffe, Arzneimittel und therapeutisch wirkende Antikörper umweltfreundlich herzustellen.
- 2017: Der Schweizer Jacques Dubochet, der Deutsch-Amerikaner Joachim Frank und der Brite Richard Henderson für die Kryo-Elektronenmikroskopie. Damit lassen sich Biomoleküle im Detail untersuchen - sie zeigt etwa dreidimensionale Bilder von Proteinen.
- 2016: Der Franzose Jean-Pierre Sauvage, der gebürtige Brite James Fraser Stoddart und der Niederländer Bernard Feringa. Sie bauten aus nur wenigen Molekülen etwa künstliche Muskeln und ein Mini-Auto.
- 2015: Tomas Lindahl (Schweden), Paul Modrich (USA) und Aziz Sancar (USA/Türkei), die Erbgut-Reparatursets beschrieben hatten. Diese Erkenntnisse dienen unter anderem zur Suche nach Krebsmedikamenten.
- 2014: Der Deutsche Stefan Hell sowie die US-Amerikaner Eric Betzig und William Moerner für die Erfindung superauflösender Mikroskope. Damit kann man in lebende Zellen blicken und Abläufe bei Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson beobachten.
- 2013: Martin Karplus (USA/Österreich), Michael Levitt (USA/Grossbritannien) und Arieh Warshel (USA/Israel) für Methoden, mit denen sich auch komplexe chemische Reaktionen virtuell nachvollziehen lassen.
- 2012: Robert Lefkowitz und Brian Kobilka aus den USA für die Entdeckung von Rezeptoren, die zahlreiche Signale von aussen in die Körperzellen übermitteln.
- 2011: Dan Shechtman (Israel), der Quasikristalle entdeckt hatte, die zuvor von vielen Chemikern für unmöglich gehalten wurden.
- 2010: Richard Heck (USA) sowie die Japaner Ei-ichi Negishi und Akira Suzuki, die komplexe Substanzen aus Kohlenstoff herstellten. Sie bauten so unter anderem natürliche Wirkstoffe gegen Krebs nach.
- 2009: Venkatraman Ramakrishnan (Grossbritannien), Thomas Steitz (USA) und Ada Jonath (Israel) für die Erforschung der Eiweissfabriken in biologischen Zellen, der Ribosomen.
Alle Schweizer Chemie-Nobelpreisträger:
- 2017: Jacques Dubochet für das von ihm entwickelte Verfahren der Kryo-Elektronenmikroskopie.
- 2002: Kurt Wüthrich für seine bahnbrechenden Arbeiten zur Strukturaufklärung von Proteinen mittels kernmagnetischer Resonanzspektroskopie.
- 1991: Richard Ernst für seine bahnbrechenden Beiträge zur Entwicklung der hochauflösenden magnetischen Kernresonanz-Spektroskopie (NMR).
- 1975: Vladimir Prelog (geboren in Bosnien/Herzegowina, Schweizer seit 1959) für seine Arbeiten über die Stereoisomerie von organischen Molekülen.
- 1953: Hermann Staudinger (gebürtiger Deutscher, Schweizer seit 1920) «für seine Entdeckungen auf dem Gebiet der makromolekularen Chemie».
- 1939: Leopold Ru?i?ka (geboren in Kroatien/Slawonien, seit 1917 Schweizer) für seine Arbeiten über Polymethylene und höhere Terpenverbindungen.
- 1937: Paul Karrer. Er enträtselte die chemische Struktur von Pflanzenfarbstoffen und Vitaminen. Und er zeigte, wie im Körper aus dem Rüebli-Farbstoff Beta-Carotin Vitamin A entsteht.
- 1913: Alfred Werner (gebürtiger Elsässer, seit 1895 Schweizer) «auf Grund seiner Arbeiten über die Bindungsverhältnisse der Atome im Molekül, wodurch er ältere Forschungsgebiete geklärt und neue erschlossen hat, besonders im Bereich der anorganischen Chemie».
Die seit 1901 verliehenen Chemie-Nobelpreise gingen vor allem an amerikanische Forscher. Die erste Auszeichnung erhielt der Niederländer Jacobus van't Hoff für die Entdeckung von Gesetzen der Osmose.
Die Preisträger der vergangenen zehn Jahre sind:
- 2020: Der Chemie-Nobelpreis 2020 geht an die Französin Emmanuelle Charpentier und die US-Amerikanerin Jennifer Doudna. Sie sind die Entdeckerinnen der Genschere Crispr/Cas9 und revolutionierten damit das Bearbeiten von Genen.
- 2019: John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham und Akira Yoshino erhalten den Preis für ihre Beiträge zur Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien.
- 2018: Die US-Amerikanerin Frances Arnold, ihr Landsmann George Smith und der Brite Gregory Winter haben Methoden entwickelt, mit denen es möglich ist, etwa Biokraftstoffe, Arzneimittel und therapeutisch wirkende Antikörper umweltfreundlich herzustellen.
- 2017: Der Schweizer Jacques Dubochet, der Deutsch-Amerikaner Joachim Frank und der Brite Richard Henderson für die Kryo-Elektronenmikroskopie. Damit lassen sich Biomoleküle im Detail untersuchen - sie zeigt etwa dreidimensionale Bilder von Proteinen.
- 2016: Der Franzose Jean-Pierre Sauvage, der gebürtige Brite James Fraser Stoddart und der Niederländer Bernard Feringa. Sie bauten aus nur wenigen Molekülen etwa künstliche Muskeln und ein Mini-Auto.
- 2015: Tomas Lindahl (Schweden), Paul Modrich (USA) und Aziz Sancar (USA/Türkei), die Erbgut-Reparatursets beschrieben hatten. Diese Erkenntnisse dienen unter anderem zur Suche nach Krebsmedikamenten.
- 2014: Der Deutsche Stefan Hell sowie die US-Amerikaner Eric Betzig und William Moerner für die Erfindung superauflösender Mikroskope. Damit kann man in lebende Zellen blicken und Abläufe bei Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson beobachten.
- 2013: Martin Karplus (USA/Österreich), Michael Levitt (USA/Grossbritannien) und Arieh Warshel (USA/Israel) für Methoden, mit denen sich auch komplexe chemische Reaktionen virtuell nachvollziehen lassen.
- 2012: Robert Lefkowitz und Brian Kobilka aus den USA für die Entdeckung von Rezeptoren, die zahlreiche Signale von aussen in die Körperzellen übermitteln.
- 2011: Dan Shechtman (Israel), der Quasikristalle entdeckt hatte, die zuvor von vielen Chemikern für unmöglich gehalten wurden.
- 2010: Richard Heck (USA) sowie die Japaner Ei-ichi Negishi und Akira Suzuki, die komplexe Substanzen aus Kohlenstoff herstellten. Sie bauten so unter anderem natürliche Wirkstoffe gegen Krebs nach.
- 2009: Venkatraman Ramakrishnan (Grossbritannien), Thomas Steitz (USA) und Ada Jonath (Israel) für die Erforschung der Eiweissfabriken in biologischen Zellen, der Ribosomen.
Alle Schweizer Chemie-Nobelpreisträger:
- 2017: Jacques Dubochet für das von ihm entwickelte Verfahren der Kryo-Elektronenmikroskopie.
- 2002: Kurt Wüthrich für seine bahnbrechenden Arbeiten zur Strukturaufklärung von Proteinen mittels kernmagnetischer Resonanzspektroskopie.
- 1991: Richard Ernst für seine bahnbrechenden Beiträge zur Entwicklung der hochauflösenden magnetischen Kernresonanz-Spektroskopie (NMR).
- 1975: Vladimir Prelog (geboren in Bosnien/Herzegowina, Schweizer seit 1959) für seine Arbeiten über die Stereoisomerie von organischen Molekülen.
- 1953: Hermann Staudinger (gebürtiger Deutscher, Schweizer seit 1920) «für seine Entdeckungen auf dem Gebiet der makromolekularen Chemie».
- 1939: Leopold Ru?i?ka (geboren in Kroatien/Slawonien, seit 1917 Schweizer) für seine Arbeiten über Polymethylene und höhere Terpenverbindungen.
- 1937: Paul Karrer. Er enträtselte die chemische Struktur von Pflanzenfarbstoffen und Vitaminen. Und er zeigte, wie im Körper aus dem Rüebli-Farbstoff Beta-Carotin Vitamin A entsteht.
- 1913: Alfred Werner (gebürtiger Elsässer, seit 1895 Schweizer) «auf Grund seiner Arbeiten über die Bindungsverhältnisse der Atome im Molekül, wodurch er ältere Forschungsgebiete geklärt und neue erschlossen hat, besonders im Bereich der anorganischen Chemie».