Auszeichnung

Chemie-Nobelpreis für die Väter der Lithium-Ionen-Akkus

Gebürtiger Deutscher gewinnt Chemie-Nobelpreis

John B. Goodenough, Stanley Wittingham und Akira Yoshino haben die Grundlage für die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien gelegt.

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Das Komitee in Stockholm hat entschieden: John Goodenough, Stanley Whittingham und Akira Yoshino erhalten den Chemie-Nobelpreis.

Berlin. Diese Erfindung hat die Welt verändert. Lithium-Ionen-Batterien verdanken wir, dass ein Smartphone in die Hosentasche passt und nicht kiloschwer am Rücken getragen werden muss. Sie stecken in Laptops, E-Bikes, Hörgeräten, Herzschrittmachern.

Dank ihnen können wir den Strom von Solar- und Windenergieanlagen speichern. Elektroautos sind deswegen so groß wie normale Fahrzeuge, denn die Akkus wiegen nicht mehr einige Tonnen, sondern 300 Kilogramm.

Dank dieser Erfindung sei eine Welt frei von fossilen Kraftstoffen möglich, teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch in Stockholm mit. Der Nobelpreis für Chemie – er geht in diesem Jahr an den in Jena geborenen US-Amerikaner John Goodenough, den in Großbritannien geborenen Stanley Whittingham und den Japaner Akira Yoshino für die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien.

Nobelpreis für Chemie: Goodenough mit 97 der älteste Nobelpreisträger überhaupt

Goodenough, der 1922 in Jena als Sohn US-amerikanischer Eltern zur Welt kam, ist mit 97 Jahren der älteste Nobelpreisträger überhaupt. Er wusste zunächst gar nichts von seiner Auszeichnung. Man habe ihn im Gegensatz zu den anderen beiden Preisträgern am Morgen nicht erreichen können, sagte Göran Hansson, der Generalsekretär der Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften.

Batterien oder auch Akkus sind Energiespeicher, die chemische in elektrische Energie umwandeln. Eine daran angeschlossene Glühlampe leuchtet, weil Elektronen vom Pluspol der Batterie durch den Glühdraht zum Minuspol wandern. Diese Funktionsweise ist bei jeder Batterie gleich. „Der Clou ist der Fortschritt der chemischen Materialien, nicht des Prinzips“, sagt Joachim Maier, Direktor am Max-Planck-Gesellschaft für Festkörperforschung in Stuttgart.

Soviel Geld gibt es für den Nobelpreis – und sechs weitere Fakten
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Lithium entstand in den ersten Minuten des Urknalls

Bei Lithium-Ionen-Batterien stammen die Elektronen vom Metall Lithium. Gibt ein Lithium-Atom ein Elektron ab, bleibt ein positiv geladenes Lithium-Ion in der Zelle zurück – der Namensgeber für die Nobelpreis-Batterie.

Lithium entstand während der ersten Minuten des Urknalls vor etwa 14 Milliarden Jahren. Entdeckt wurde es jedoch erst im Jahr 1817, als die schwedischen Chemiker J ohan August Arfwedson und Jöns Jacob Berzelius es isolierten. Lithium ist nach Wasserstoff und Helium das drittleichteste Element im Periodensystem der Elemente – ein unschätzbarer Vorteil auf der Suche nach der Superbatterie: Eine Lithium-Ionen-Zelle ist bei gleicher Leistung um ein Vielfaches leichter als ein Bleiakku.

Die erste Lithiumbatterie war noch anfällig für Explosionen

Die Beiträge der drei Preisträger bauen aufeinander auf. Stanley Whittingham (77) entwickelte in den frühen 70er-Jahren die erste funktionsfähige Lithiumbatterie, die allerdings noch anfällig für Explosionen war. Der in den USA lebende Brite galt seit Jahren als heißer Kandidat für den Nobelpreis. Als er 2015 gefragt wurde, wie der Preis sein Leben verändern würde, sagte er: „Keine Ahnung. Meine Frau wäre vermutlich grummelig. Ich würde vermutlich noch mehr reisen, als ich es ohnehin schon tue.“

Whittingham, der an der Universität Binghampton (US-Staat New York) arbeitet, erfuhr von dem Preis in Ulm, wo er an einer Konferenz zu Lithiumbatterien teilnahm. „Ich wurde von den Organisatoren ans Telefon geholt“, sagte er. „Ein wichtiger Anruf aus Stockholm, hieß es. Da habe ich mir gleich so etwas gedacht.“

Forscher tüfteln nun an einer Superbatterie für Elektroautos

John Goodenough verdoppelte 1980 das Potenzial der Batterie, indem er die Bedingungen der Technologie nur ein wenig änderte und Lithiumcobaltoxid (LCO) verwendete. Goodenough tüftelt mit knapp 100 Jahren immer noch eifrig in seinem Labor an der University of Texas in Austin. „Manche von uns sind Schildkröten“, sagte Goodenough einmal der „New York Times“. „Wir krabbeln und tun uns schwer und wir haben es vielleicht noch nicht heraus, bevor wir 30 sind. Aber auch Schildkröten laufen immer weiter.“

Goodenough arbeitet am Nachfolger der Lithium-Ionen-Batterie – einer Superbatterie, um Elektroautos und sauberen Strom zu perfektionieren. „Ich will das Problem noch lösen, bevor ich alles hinschmeiße“, sagte der Physiker. Sein Alter habe da einen Vorteil: „Man macht sich keine Sorgen mehr, seinen Job zu verlieren.“

Japaner Yoshino macht Forschern Mut

Der Japaner Akira Yoshino (71) schaffte es 1983, die Batterien marktreif zu machen, weil er nicht mehr allein reines Lithium nutzte, sondern auf Lithium-Ionen setzte. Als in Japan der Verkauf von neuen Elektrogeräten wie Videokameras und schnurlosen Telefonen begann, sah Yoshino, der beim Asahi-Kasei-Konzern arbeitete, die Notwendigkeit wiederaufladbarer Batterien. Er habe lediglich geschaut, wo die Trends hingehen, sagte Yoshino. „Man kann sagen, ich hatte einen guten Riecher.“ Über den Nobelpreis freue er sich, sagte Yoshino. Er hoffe, dass der Preis an ihn „den jungen Forschern Mut macht“. Als Forscher brauche man „Flexibilität und Durchsetzungsvermögen“.

Der Physik-Nobelpreis geht in diesem Jahr an drei Forscher, die die Vorstellung vom Universum verändert haben. Man könne das Weltall mit einer Tasse Kaffee vergleichen, sagte das Nobelpreis-Komitee.