ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával www.chem.elte.hu/pr
Kvíz az előző előadáshoz
Programajánlatok március 20. 16:00 ELTE Kémiai Intézet 065-ös terem Észbontogató (www.chem.elte.hu/pr) Róka András: A folyamatok egymásra épülése március 26. 17:00 ELTE Eötvös terem Atomoktól a csillagokig Tasnádi Péter: Zivatarfelhők (www.atomcsill.elte.hu) március 27. 16:00 ELTE Kémiai Intézet 065-ös terem Észontó (www.chem.elte.hu/pr) Róka András: Reverzibilitás április 2. 17:00 ELTE Eötvös terem Alkímia ma Szepes László: Félúton a szervetlen és a szerves kémia között (www.chem.elte.hu/pr) Honlapajánlat: Resources for ChemistryEducators http://www.chem1.com/chemed/
Hírek http://index.hu/tech/blog/2009/03/13/ongyogyito_karosszeriat_fejlesztettek_ki_/ http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/323/5920/1458
Hírek A Magyar Köztársaság elnöke a Magyar Köztársasági Érdemrend középkeresztje kitüntetést adományozta Orbán Miklós Széchenyi-díjas vegyésznek, az MTA rendes tagjának, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Kémiai Intézete Analitikai Kémiai Tanszéke egyetemi tanárának több évtizedes, nemzetközileg is nagyra becsült tudományos és kutatói munkásságáért, szakmai-közéleti és vegyész-generációkat felnevelő oktatói tevékenysége elismeréseként.
2009. március 19. Elektrokémiai áramforrások fejlesztése (Péter László) Láng Győző: Mitől dobol a játéknyuszi? Elektrokémiai áramforrások Látványos kémiai kísérletek (Róka András)
Péter László Elektrokémiai áramforrások fejlesztése se Egy igazán nagy cég kísérleti fejlesztő részlege a messziről jött ember szemével Hitachi Kutatólaboratórium 1997. október 1998. szeptember Hitachi City, Japán
Hol is van Hitachi városa? Távolság Tokiotól: kb. 150 km Lakosainak száma: kb. 196 000; városi rang: 1939-től. A név eredete: Egy Hitachi nevű bányáról kapta a nevét, ennek anyacégéből nőtt ki a mai Hitachi konszern A Hitachi cég profilja: Erőművi berendezések (víz, nukleáris, gáz, szél), elektronikus eszközök, elektromos fogyasztási cikkek
Hitachi város főutcája a cseresznyevirágzás idején Egy közeli park a szilvafavirágzás idején
Hitachi városa hagyomány és modernitás
Néhány jellemző adat: A Hitachi cég egészét tekintve a nyugodt gazdaság időszakában a bruttó bevétel 13,5 %-át fordították kutatás-fejlesztésre. (!!!) 1998. körül ez a mutató kb. 9,5 %-nál állt. 1998-ban a Hitachi cég birtokolta a legtöbb ipari szabadalmat a világon. Hitachi Kutatólaboratórium: 1918. óta működik. Ma kb. 700 alkalmazott, virágkorában mintegy 15-25 külföldi vendégkutatóval. (1998-ban már csak 2-3 külföldi kutató) Az elektrokémiai áramforrások, közöttük is a lítiumion akkumulátorok fejlesztésének fő mozgatórugója: Hordozható számítógépek és telefonok mint fő piaci szegmens. A konkrét fejlesztési projekt indoka: Biztonságos eszközök fejlesztése. Az akkori indoklás szerint a fejlesztési projekt indítását megelőző években világszerte kb. 10 olyan baleset történt, amelyben hordozható számítógép vagy mobiltelefon robbant fel az akkumulátor helytelen működése miatt. A projekt személyi háttere: Több részleg számos csoportjának együttműködése, összesen kb. 30 fő teljes munkaidejében.
Miből is áll egy lítiumion akkumulátor? -Ház (tokozás) -Negatív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Negatív pólus elektroaktív anyaga -Az elektródokat elválasztó porózus hártya -Elektrolit oldat: oldószer, oldott ionvegyület -Pozitív pólus elektroaktív anyaga -Pozitív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Egyéb járulékos alkatrészek: biztonsági szelep, túltöltés elleni védelem stb. Kompatibilitási kritériumok: Legyen minden stabil spontán reakciók, korrózió és önkisülés kizárása. A fenti felsorolás meglehetősen általános, szinte bármely akkumulátorról elmondható.
Ami egy lítiumion akkumulátorban igazán speciális: -Ház (tokozás) -Negatív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Negatív pólus elektroaktív anyaga -Az elektródokat elválasztó porózus hártya - Elektrolit oldat: oldószer, oldott ionvegyület -Pozitív pólus elektroaktív anyaga -Pozitív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Egyéb járulékos alkatrészek: biztonsági szelep, túltöltés elleni védelem stb. Negatív pólus: Aprószemcsés széntartalmú (grafit) bevonat az elektromos hozzávezetésen, polimerbe ágyazva. A grafit szénatomokból álló rétegei közé a lítium atomok képesek beépülni. A beépült Li atomok mennyiségétől függően szabályos LiC 36, LiC 12, LiC 6 vegyület alakulhat ki. A lítiumatomok a grafit szénatomjai közötti kötést nem bontják meg, csupán a grafitsíkok egymástól való távolságát növelik meg. A Li atomok mozgékonysága nagy, a Li-C vegyületek elektromos vezetése jó. Elektródreakció: Li + + e = Li (grafit)
Ami egy lítiumion akkumulátorban igazán speciális: -Ház (tokozás) -Negatív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Negatív pólus elektroaktív anyaga -Az elektródokat elválasztó porózus hártya -Elektrolit oldat: oldószer, oldott ionvegyület -Pozitív pólus elektroaktív anyaga -Pozitív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Egyéb járulékos alkatrészek: biztonsági szelep, túltöltés elleni védelem stb. Pozitív pólus: Olyan átmenetifém-vegyület, amelyben az átmenetifém oxidációs állapota változhat, pl. Co 3+ /Co 4+, Ni 3+ /Ni 4+, Fe 2+ /Fe 3+, Mn 3+ /Mn 4+. A töltés során az oxidációfok nő, kisütés során csökken. Az elektródreakció Li + ionok be- vagy kiáramlása során valósul meg: LiCoO 2 = Li 1-x CoO 2 + x Li +x e
Ami egy lítiumion akkumulátorban igazán speciális: -Ház (tokozás) -Negatív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Negatív pólus elektroaktív anyaga -Az elektródokat elválasztó porózus hártya -Elektrolit oldat: oldószer, oldott ionvegyület -Pozitív pólus elektroaktív anyaga -Pozitív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Egyéb járulékos alkatrészek: biztonsági szelep, túltöltés elleni védelem stb. Oldószer, hagyományosan: Szerves karbonátok gyúlékonyak. Példák: O C H 3 C O O CH 3 O C O O Oldószer, a fejlesztés alapja: Fluorozott éterek éghetetlenek. Például: H 3 C-O-CF 2 -CF 2 -CF 2 -CF 3 CH 2 -CH 2
Ami egy lítiumion akkumulátorban igazán speciális: -Ház (tokozás) -Negatív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Negatív pólus elektroaktív anyaga -Az elektródokat elválasztó porózus hártya -Elektrolit oldat: oldószer, oldott ionvegyület -Pozitív pólus elektroaktív anyaga -Pozitív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Egyéb járulékos alkatrészek: biztonsági szelep, túltöltés elleni védelem stb. Oldott ionvegyület, korábban: Egyszerűbb lítiumsók. Hátrány: víz és oxigén hatására bomlanak, HF képződik, amely a bomlást gyorsítja és az akkumulátort károsítja. Példák: LiBF 4, LiPF 6, LiClO 4 Oldott ionvegyület, a fejlesztés alapja: Fluortartalmú, vízre és oxigénre kevéssé érzékeny anyagok. Például: Li [F 3 C-CF 2 -SO 2 -N-SO 2 -CF 2 -CF 3 ]
Ami egy lítiumion akkumulátorban igazán speciális: -Ház (tokozás) -Negatív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Negatív pólus elektroaktív anyaga -Az elektródokat elválasztó porózus hártya -Elektrolit oldat: oldószer, oldott ionvegyület -Pozitív pólus elektroaktív anyaga -Pozitív pólus elektromos hozzávezetése ( áramgyűjtő vezeték) -Egyéb járulékos alkatrészek: biztonsági szelep, túltöltés elleni védelem stb. Járulékos részek: Az áramvezetékek nem korrodálhatnak; a kész telep nem ereszthet át oxigént és vizet/vízpárát; az akkumulátor elkészítése inert gáz atmoszférában; a pozitív és negatív pólus közötti elektromos szigetelés nem reagálhat az oldószerrel, nem duzzadhat és nem károsodhat a természetes hőterheléstől stb.
A tervtől a megvalósításig Laboratóriumi kísérleti időszak: 3-4 év Félipari megvalósítási próbák: 1-2 év Szabadalmaztatás Piaci bevezetés és gyártás A részletes eredmények megjelenítése a szakirodalomban: Esetleges, és csak akkor történik, amikor az eszköz már régen gyártásban van! (Azaz: évekkel később.) Egyéb tanulságok Team-munka: Egy új termék rendszerint nem egy konkrét személy hirtelen ötletének gyors megvalósítása, hanem egy nagy műszaki háttérrel rendelkező stáb szorgos hangyamunkájának eredménye még akkor is, ha ez nem látható. Óvakodjunk hát a világmegváltó önjelölt egyéni feltalálóktól...
Kvíz az előző előadáshoz