Эдзаки Ёсино¶

Эдзаки Ёсино — японский учёный-химик, лауреат Нобелевской премии по химии 2019 года, известный разработкой литий-ионных аккумуляторов. Внёс ключевой вклад в создание безопасных и коммерчески жизнеспособных перезаряжаемых батарей, что привело к революции в портативной электронике и развитию электромобилей.

¶Биография

¶Ранние годы и образование

Эдзаки Ёсино родился 30 января 1948 года в городе Суйта, префектура Осака, Япония. В 1970 году окончил факультет инженерии Киотского университета, получив степень бакалавра по нефтехимии. В 1972 году там же получил степень магистра, а в 2005 году — докторскую степень (Ph.D.) в области инженерии в Университете Осаки.

¶Карьера

После окончания университета в 1972 году Эдзаки поступил на работу в компанию Asahi Kasei (ныне Asahi Kasei Corporation), где проработал всю свою карьеру. В 1980-х годах возглавил исследования в области перезаряжаемых батарей. В 1994 году стал руководителем отдела разработки продуктов, а в 1997 году — главным менеджером по исследованиям и разработкам. С 2010 года — почётный член совета директоров Asahi Kasei. Параллельно с 2017 года занимает должность профессора в Университете Мэйдзё в Нагое.

¶Разработка литий-ионного аккумулятора

¶Предпосылки

В 1970-х годах были известны перезаряжаемые батареи на основе свинца и никеля, но они обладали низкой энергоёмкостью. В 1976 году британский химик Стэнли Уиттингем предложил катод из дисульфида титана (TiS₂) и анод из лития, но такие батареи были нестабильны и пожароопасны. В 1980 году Джон Гуденаф разработал катод из оксида кобальта-лития (LiCoO₂), который обеспечивал высокое напряжение, но анод из лития оставался проблемным.

¶Открытие Эдзаки

Эдзаки Ёсино, работая в Asahi Kasei, сосредоточился на замене опасного литиевого анода. В 1985 году он предложил использовать в качестве анода углеродный материал — нефтяной кокс, который способен интеркалировать ионы лития. Это позволило создать батарею, в которой ионы лития перемещаются между катодом (LiCoO₂) и анодом (углерод) без образования металлического лития, что устранило риск короткого замыкания и возгорания. В 1985 году Эдзаки подал первый патент на литий-ионный аккумулятор, а в 1991 году компания Sony совместно с Asahi Kasei выпустила первую коммерческую версию такой батареи для портативных видеокамер.

¶Принцип работы

Литий-ионный аккумулятор работает за счёт обратимого перемещения ионов лития между катодом и анодом через электролит. При зарядке ионы лития покидают катод и внедряются в анод (интеркаляция), а при разрядке — возвращаются обратно. Эдзаки использовал алюминиевую фольгу в качестве токосъёмника и полипропиленовый сепаратор, что повысило безопасность и долговечность устройства.

¶Признание и награды

¶Нобелевская премия

В 2019 году Эдзаки Ёсино совместно с Джоном Гуденафом и Стэнли Уиттингемом был удостоен Нобелевской премии по химии «за разработку литий-ионных аккумуляторов». Нобелевский комитет отметил, что их работа «создала основу для беспроводного общества без ископаемого топлива».

¶Другие награды

1999 год — Премия Японской ассоциации электрохимии.
2003 год — Премия за инновации от журнала «Technology Review».
2014 год — Премия Чарльза Старка Дрейпера (США) за инженерные достижения.
2018 год — Орден Культуры (Япония) — высшая награда в области культуры.
2020 год — Золотая медаль Королевского общества (Великобритания).

¶Влияние на технологии

Литий-ионные аккумуляторы, разработанные Эдзаки, стали основой для:

Портативной электроники: смартфоны, ноутбуки, планшеты, цифровые камеры.
Электромобилей: Tesla, Nissan Leaf, Toyota Prius и другие модели.
Систем хранения энергии: солнечные и ветровые электростанции, резервные источники питания.
Медицинских устройств: кардиостимуляторы, слуховые аппараты.

¶Критика и ограничения

Несмотря на успех, литий-ионные аккумуляторы имеют недостатки:

Ограниченный срок службы (обычно 500–1000 циклов зарядки-разрядки).
Чувствительность к высоким температурам и перезаряду.
Использование кобальта, добыча которого связана с экологическими и этическими проблемами (в частности, в Демократической Республике Конго).
Трудности утилизации и переработки.

Эдзаки признавал эти проблемы и в интервью отмечал необходимость поиска альтернативных материалов, таких как литий-железо-фосфат (LFP) или твёрдотельные электролиты.

¶Личная жизнь

Эдзаки Ёсино женат, имеет двоих детей. В свободное время увлекается игрой на фортепиано и чтением исторической литературы. Известен своей скромностью: после получения Нобелевской премии он заявил, что «награда принадлежит всей команде Asahi Kasei».

¶Интересные факты

Первый патент Эдзаки на литий-ионный аккумулятор был подан в 1985 году, но коммерциализация заняла ещё 6 лет.
В 2019 году, когда Эдзаки узнал о присуждении Нобелевской премии, он находился в командировке в США и сначала не поверил новостям.
Эдзаки является одним из немногих японских нобелевских лауреатов, работающих в промышленности, а не в академической среде.

¶Источники

Нобелевский комитет: «The Nobel Prize in Chemistry 2019» (2019).
Биография на сайте Asahi Kasei Corporation.
Yoshino, A. «The Birth of the Lithium-Ion Battery» (Angewandte Chemie, 2012).
Интервью с Эдзаки Ёсино в журнале «Nature» (2019).
«Lithium-Ion Battery: A History» — книга Дж. Гуденафа (2018).