GS M. Stanley Whittingham (SN 1941) là nhà hóa học người Mỹ gốc Anh, người khởi xướng và khám phá ra nguyên lý hoạt động của pin lithium-ion. Đây là loại pin được dùng trong rất nhiều thiết bị công nghệ như laptop, điện thoại di động, đồng hồ, xe điện, hay lớn hơn là các công ty sản xuất năng lượng mặt trời, năng lượng gió.
Cùng với GS Martin Andrew Green, GS Rachid Yazami và GS Akira Yoshino, GS Stanley Whittingham được vinh danh ở hạng mục Giải thưởng Chính trị giá 3 triệu USD của VinFuture 2023. Bốn vị GS được vinh danh với phát minh đột phá kiến tạo nền tảng bền vững cho năng lượng xanh thông qua việc sản xuất bằng pin mặt trời và lưu trữ bằng pin lithium-ion.
GS Stanley Whittingham phát biểu tại lễ trao giải VinFuture 2023.
Gần 50 năm, kể từ khi chế tạo mẫu pin lithium-ion đầu tiên năm 1974 giúp mở ra kỷ nguyên mới trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng, GS Stanley Whittingham chia sẻ phát minh của ông từng không được đón nhận vì quá mới. Thậm chí, vị GS nổi tiếng này còn từng "thất nghiệp" từ 8 – 10 năm chỉ vì nghiên cứu và phát minh của ông không được chú ý tới.
Theo GS Stanley Whittingham, trước khi pin lithium ra đời, trên thế giới có 2 loại pin phổ biến sử dụng axit và kiềm. Hạn chế của 2 loại pin này là nguồn năng lượng tạo ra thấp. Trong khi đó, pin lithium diện tích nhỏ hơn nhưng lại tạo ra năng lượng lớn gấp 5 lần.
Mặt khác, pin sử dụng kiềm và nikel rất độc hại, đến mức ngày nay chúng không còn được sử dụng tại những không gian công cộng. Pin axit cũng là loại độc hại nhưng với mức độ thấp hơn. Hai loại pin này đều khó tái chế và tái sử dụng. Còn pin lithium lại có thể tái chế được tới 99%.
GS Stanley Whittingham bắt đầu hành trình nghiên cứu khoa học từ những năm 1960 khi ông đang công tác tại ĐH Oxford, sau đó chuyển dang ĐH Stanford tại California và New Jersey. GS chủ yếu nghiên cứu về các kỹ thuật liên quan đến pin và năng lượng. Đến những năm 1970, GS Stanley khám phá ra pin lithium và cách để loại pin này có thể tái sử dụng được.
Pin lithium từng không được đón nhận
GS Stanley Whittingham chia sẻ pin lithium từng không được đón nhận.
"Có thể sản phẩm của chúng tôi ra đời sớm quá và đi trước thời đại nên chưa được đón nhận. Tôi từng phải nghỉ trong 8 – 10 năm. Tuy nhiên, đột nhiên một ngày pin lithium được đón nhận trở lại và được mọi người nói nhiều hơn, nên tôi quyết định quay trở lại", GS Stanley Whittingham chia sẻ.
Vào năm 1974, thời điểm GS Stanley Whittingham phát minh ra pin lithium và nguyên lý hoạt động của nó, công chúng chưa biết nhiều. Lúc bấy giờ, pin lithium mới được sử dụng trong các hộp đen và một số loại đồng hồ. Sau một thời gian, khi một số thiết bị điện tử, chẳng hạn như của hãng Sony dùng pin lithium thì loại pin này mới được biết đến nhiều. Từ đó, các công ty khác cũng tìm đến để mua công nghệ này.
Từ 6 – 8 thành viên ban đầu, nhóm nghiên cứu của GS Stanley Whittingham đã mở rộng tới 20 – 30 người. Các cộng sự của GS Stanley khá đa dạng, bao gồm nhà vật lý, khoa học vật chất...
Ngày nay, dù pin lithium được sử dụng trong hơn 15 tỷ thiết bị di động và 26 triệu xe điện trên toàn cầu..., nhưng theo GS Stanley Wittingham, con đường sự nghiệp của ông gắn liền với loại pin này không phải lúc nào cũng suôn sẻ.
"Tôi xuất phát điểm là một giáo viên hóa học. Đáng ra tôi nghỉ hưu từ 20 năm trước rồi, nhưng ngờ đâu bây giờ vẫn ngồi đây và thấy rằng ngày càng có nhiều xe điện dùng pin lithium. Chẳng hạn, VinFast ở Việt Nam có ô tô điện, buýt điện và cả xe máy điện", GS Stanley Whittingham cho hay.
Sau nhiều năm nghiên cứu nhưng không được đón nhận, cuối cùng công trình của GS Stanley Whittingham và các cộng sự đã được vinh danh tại những giải thưởng danh giá. Cụ thể, vào chiều 9/10/2019, Viện Hàn lâm khoa học hoàng gia Thụy Điển công bố giải Nobel Hóa học thuộc về GS John Goodenough (Mỹ), GS Stanley Whittingham (Anh) và GS Akira Yoshino (Nhật).
GS Stanley Wittingham là một trong ba nhà khoa học đạt giải Nobel Hóa học 2019. Ảnh: Reuters
Đến năm 2023, GS Stanley và GS Akira một lần nữa được vinh danh ở hạng mục Giải thưởng Chính của VinFuture với nghiên cứu về pin lithium-ion. Về niềm vinh dự này, GS Stanley chia sẻ: "Việc dành giải một lần nữa cho thấy sự quan tâm đối với ngành khoa học của chúng tôi. Sau khi đoạt giải, một lợi thế là các chính trị gia bắt đầu lắng nghe và đón nhận ý kiến của chúng tôi nhiều hơn".
Trước thực tế pin lithium sử dụng nhiều kim loại hiếm có thể bị cạn kiệt, GS Stanley cho rằng nhóm nghiên cứu của ông hướng tới việc không sử dụng các kim loại dùng lao động trẻ em để đi khai thác. "Hiện nay, Nikel vẫn còn phổ biến, còn photphat có mật độ năng lượng thấp nhưng rẻ hơn nên chúng tôi đang tập trung đẩy mạnh", GS Stanley nhấn mạnh.
Vấn đề đang được GS Stanley Whittingham quan tâm là tính bền vững của pin và môi trường.
Việt Nam rất có tiềm năng trong chuyển dịch năng lượng xanh
GS Stanley Whittingham chia sẻ: "Ngày nay, cái tôi quan tâm là tính bền vững của pin và môi trường. Pin sản xuất ra cần phải sử dụng ít năng lượng hơn. Hiện nay, để sản xuất pin lithium, nguyên vật liệu phải vận chuyển hàng ngàn dặm từ nước này sang nước khác. Như vậy, quá trình này cũng sử dụng năng lượng rất nhiều. Do đó, tôi hy vọng các khu vực và các nước đều có thể tự sản xuất pin lithium".
Lần thứ ba đến Việt Nam, GS Stanley nhận định Việt Nam đang có những bước tiến lớn trong chuyển dịch năng lượng xanh, đơn cử như VinFast có thể được coi là Tesla của Việt Nam. Lời khuyên của ông dành cho các nhà khoa học trẻ, đặc biệt là ở Việt Nam là cần quan tâm tới 2 điều. Thứ nhất, cần nghiên cứu về những vấn đề mà các bạn quan tâm, có hứng thú và đừng quá quan tâm đến vấn đề tiền bạc. Thứ hai, các nhà nghiên cứu trẻ cần chịu khó đầu tư vào lĩnh vực khó khăn với tâm lý chịu được rủi ro và quan trọng là đừng bảo thủ.
GS Stanley Whittingham là người tiên phong nghiên cứu khái niệm xen kẽ điện cực và đã mô tả tỉ mỉ sự khuếch tán của Lithium vào các mạng tinh thể kim loại khác nhau. GS cũng đã tập trung cải thiện sự ổn định cấu trúc và số lượng chu kỳ của pin, thông qua việc áp dụng các phản ứng xen kẽ đa electron để nâng cao tính ổn định và dung lượng của chúng.
Tác động của pin Lithium-ion được dự đoán sẽ tăng theo cấp số nhân khi thế giới chuyển hướng sang các nguồn năng lượng tái tạo. Khi đó, công nghệ pin Lithium-ion kết hợp với các công nghệ như pin mặt trời, sẽ cho phép sản xuất và lưu trữ năng lượng xanh một cách liên tục và bền vững.
Ảnh: MH
