VinFuture 2023 - vinh danh bốn nhà khoa học kiệt xuất về năng lượng

Xuất sắc vượt qua gần 1.400 đề cử ấn tượng đến từ 90 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới, bốn công trình đạt giải VinFuture 2023 đều là các sáng kiến đột phá, có tác động sâu rộng tới hiện tại và tương lai nhân loại, thuộc các lĩnh vực quan trọng và có tác động ngày càng rõ rệt đến đời sống của hàng tỷ người trên thế giới gồm Năng lượng xanh và bền vững, Ứng phó với biến đổi khí hậu, Nông nghiệp bền vững và an ninh lương thực cùng Y học sức khỏe.

GIẢI THƯỞNG KHOA HỌC PHỤNG SỰ NHÂN LOẠI

VinFuture là hoạt động trung tâm của Quỹ VinFuture, một tổ chức phi lợi nhuận được đồng sáng lập vào ngày 20 tháng 12 năm 2020 – ngày Quốc tế đoàn kết nhân loại – bởi ông Phạm Nhật Vượng, tỷ phú Việt Nam đầu tiên và là Nhà sáng lập Tập đoàn lớn nhất Việt Nam - Vingroup, cùng với phu nhân, bà Phạm Thu Hương.

Giải thưởng VinFuture nhằm ghi nhận những nhà phát minh và nhà nghiên cứu xuất sắc đến từ các trường, viện nghiên cứu toàn cầu, phòng thí nghiệm và tập đoàn công nghiệp công nghệ để tôn vinh những nghiên cứu khoa học, phát minh và sáng chế đổi mới công nghệ đột phá, tạo ra sự thay đổi có ý nghĩa trong cuộc sống hàng ngày của hàng tỉ người trên thế giới, đóng góp vào giải quyết các thách thức chung của nhân loại tiến bộ, phù hợp với 17 Mục tiêu Phát triển Bền vững của Liên hợp quốc (SDGs). Các thách thức này bao gồm, nhưng không giới hạn, việc nâng cao sức khỏe và chất lượng cuộc sống, loại bỏ nghèo đói, chấm dứt đói nghèo, tạo cơ hội tiếp cận giáo dục tiến bộ cho tất cả mọi người, cung cấp nước sạch, phát triển năng lượng tái tạo, tạo ra sự bình đẳng và công bằng, thúc đẩy sản xuất và thương mại có trách nhiệm, và ứng phó với biến đổi khí hậu.

CÔNG TRÌNH VÀ DẤU ẤN ĐỘT PHÁ VỀ NĂNG LƯỢNG XANH

GIÁO SƯ MARTIN ANDREW - SỰ SẮP ĐẶT CỦA THƯỢNG ĐẾ

Giáo sư Martin Andrew Green, sinh ngày 20 tháng 7 năm 1948 tại Brisbane, Queensland, Úc, là một nhà giáo dục, kỹ sư và giám đốc nghiên cứu người Úc, được biết đến rộng rãi với những đóng góp nổi bật trong lĩnh vực năng lượng mặt trời và tế bào quang điện. Ông là Giáo sư tại Đại học New South Wales (UNSW), Sydney và là Giám đốc của Trung tâm Nhiên liệu Quang điện tiên tiến Úc.

Với những thành tựu xuất sắc của mình, Green đã được nhận nhiều giải thưởng danh giá: Giải thưởng IEEE Cherry trong lĩnh vực quang điện, Giải Năng lượng Toàn cầu 2018, Giải Nhật Bản 2021, Giải Công nghệ Thiên niên kỷ 2022, Giải Nữ hoàng Elizabeth về Kỹ thuật 2023 và VinFuture Grand Prize năm 2023.

Giáo sư Green đã đào tạo hơn 120 học viên tiến sĩ, nhiều người trong số họ đã góp phần xây dựng ngành công nghiệp tế bào quang điện quy mô lớn ở Trung Quốc, xây dựng ngành công nghiệp toàn cầu và góp phần giảm chi phí năng lượng mặt trời một cách đáng kể.

Green cũng được biết đến là một trong những nhà nghiên cứu có ảnh hưởng nhất thế giới trong lĩnh vực của mình, với hơn 100.000 trích dẫn từ các công trình nghiên cứu của ông. Ông là thành viên của Học viện Khoa học Úc, Học viện Kỹ thuật và Công nghệ Úc, và Học viện Hoàng gia London, cũng như là thành viên quốc tế của các học viện ở Tây Ban Nha và Hoa Kỳ.

Vua Charles III (bên trái) trao cho GS. Martin Andrew Green Giải thưởng Sáng kiến Kỹ thuật từ Nữ Hoàng Anh Queen Elizabeth tại cung điện Buckingham.

Những nỗ lực và sự đóng góp của Giáo sư Green trong lĩnh vực năng lượng mặt trời không chỉ giúp cải thiện công nghệ tế bào quang điện mà còn góp phần vào việc giảm chi phí sản xuất điện mặt trời, làm cho nó trở thành một lựa chọn kinh tế hơn cho năng lượng bền vững.

Sự đam mê và tận tâm của Giáo sư Green đối với nghiên cứu năng lượng mặt trời đã truyền cảm hứng cho nhiều nhà khoa học trẻ và góp phần đáng kể vào sự phát triển của năng lượng tái tạo trên toàn thế giới.

GS Martin Green ví von, chữ "green" (xanh) nằm trong tên mình như một sự sắp đặt của thượng đế. Ông đã, đang và sẽ tiếp tục hành trình nghiên cứu tìm lời giải cho bài toán về nguồn năng lượng xanh, nhằm kiến tạo tương lai bền vững của tất cả chúng ta.

GS Martin Green chia sẻ: "Lúc tôi bắt đầu, phần lớn mọi người thấy dự án này không triển vọng, vì nó (năng lượng mặt trời) không phải là nguồn có thể tạo ra lượng điện lớn và giá cả phải chăng. Thậm chí không ít người phản bác vì dự án quá tham vọng và không triển vọng. Khi ấy, năng lượng hạt nhân đang hot và mang theo triển vọng lớn, ‘điện mặt trời chỉ như con bọ chét cưỡi trên lưng con voi vậy’. Sau vài thập kỷ bị coi nhẹ, đến nay thế giới lại bắt đầu quay trở lại đi tìm nguồn năng lượng xanh để thay thế các dạng năng lượng hóa thạch. Các dự án liên quan tới lĩnh vực này cũng dần được chấp nhận. Thậm chí giờ đây, người ta đã có thể tạo ra nguồn năng lượng mặt trời với sản lượng lớn kèm chi phí thấp”.

GIÁO SƯ STANLEY WHITTINGHAM - CUỘC CÁCH MẠNG CHO THẾ GIỚI CÔNG NGHỆ

Stanley Whittingham sinh vào tháng 12 năm 1941 tại Nottingham, Anh. Ông là một nhà hóa học Anh-Mỹ nổi tiếng với công trình nghiên cứu đột phá trong việc phát triển pin lithium-ion. Sau khi hoàn thành tiến sĩ tại Đại học Oxford vào năm 1968, ông tiếp tục học sau tiến sĩ tại Đại học Stanford. Sự nghiệp học thuật của ông dẫn đến việc làm việc cho các công ty dầu khí Exxon Mobil và Schlumberger trước khi trở thành giáo sư tại Đại học Bang New York tại Binghamton vào năm 1988.

Whittingham bắt đầu công việc nghiên cứu của mình vào những năm 1970 tại Đại học Stanford, nơi ông khám phá ra khả năng sử dụng lithium cobalt oxide như một vật liệu cathode cho pin. Ông được coi là người tiên phong trong việc sử dụng công nghệ intercalation cho pin lithium-ion, một khám phá quan trọng dẫn đến việc phát triển pin lithium-ion thế hệ đầu tiên, mở ra kỷ nguyên mới trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng cũng như đóng một vai trò tiên quyết cho cuộc cách mạng kỹ thuật số.

Khi nghiên cứu về pin Lithium, ông nhận thấy nó không chỉ cần kích thước nhỏ hơn, mà còn mang lại năng lượng lớn hơn gấp 5 lần. Ngoài ra, khả năng tái chế của loại pin này so với công nghệ pin hiện hành cũng vượt trội, khi lên tới 99%. Khám phá của Whittingham về việc sử dụng lithium và titanium disulfide đã tạo ra một loại pin có mật độ năng lượng cao và khả năng đảo ngược quá trình sạc, làm cho pin lithium-ion trở nên có thể sạc lại.

M. Stanley Whittingham nhận giải Nobel từ Vua Carl XVI Gustaf (bên phải) của Thụy Điển tại Konserthuset Stockholm vào ngày 10 tháng 12 năm 2019.

Ngày nay, pin Lithium được sử dụng trong tất cả những thứ cần pin để vận hành, nhỏ nhất là điện thoại, đồng hồ đeo tay, máy tính… cho đến xe cộ, phương tiện, hay lớn hơn là các công ty sản xuất điện năng lượng mặt trời, năng lượng gió.

Công trình của ông không chỉ tạo ra một bước tiến lớn trong lĩnh vực hóa học và vật liệu học, đóng vai trò quan trọng vào sự tiến bộ của công nghệ lưu trữ năng lượng mà còn có ảnh hưởng lớn đến môi trường và xã hội, cách mạng hóa thế giới công nghệ, góp phần quan trọng trong việc giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và thúc đẩy sự phát triển của năng lượng bền vững.

Trong suốt sự nghiệp của mình, Whittingham đã được công nhận với nhiều giải thưởng danh giá. Sự ghi nhận lớn nhất cho công trình của Whittingham là Giải Nobel Hóa học năm 2019 cùng với các nhà khoa học John B. Goodenough và Akira Yoshino "cho việc phát triển pin lithium-ion."

Sinh viên tại Đại học Binghamton tới chúc mừng thầy, Giáo sư Stanley Whittingham, ngay khi biết tin ông đoạt giải Nobel Hóa học năm 2019.

Thành tựu sáng tạo và tầm nhìn của Whittingham đã truyền cảm hứng cho nhiều thế hệ các nhà khoa học và kỹ sư, đồng thời góp phần quan trọng vào việc phát triển năng lượng bền vững và công nghệ xanh.

"Nếu bạn đang đọc bài viết này bằng một thiết bị di động, chẳng hạn như smartphone hay laptop, thì nhiều khả năng bạn cũng đang sử dụng thành quả từ công trình nghiên cứu pin Lithium-ion", GS Stanley Whittingham chia sẻ.

GS Stanley Whittingham:"Trước khi pin Lithium ra đời, chúng ta có 2 loại pin sử dụng axit và kiềm. Hạn chế của 2 loại pin này là nguồn năng lượng tạo ra thấp. Chúng cực kỳ độc hại, đến mức hiện nay không còn được sử dụng ở các không gian công cộng. Tôi cảm thấy mình cần phải chế tạo ra một loại pin mới".

GIÁO SƯ RACHID YAZAMI - NGƯỜI SỞ HỮU 70 BẰNG SÁNG CHẾ

Giáo sư Rachid Yazami sinh năm 1953 tại Ma-rốc, là một nhà khoa học có những đóng góp quan trọng trong lĩnh vực công nghệ pin. Ông nổi tiếng với việc phát hiện khả năng chèn cất lithium vào graphite một cách có thể đảo ngược trong một tế bào điện hóa sử dụng điện phân polyme vào năm 1980. Phát hiện này đã dẫn đến việc phát triển anode graphite lithium, một thành phần chính trong pin lithium-ion hiện đại, được sử dụng rộng rãi trong điện thoại di động, máy tính xách tay và nhiều thiết bị khác.

Ông được coi là nhà phát minh đại tài với hơn 70 bằng sáng chế liên quan đến công nghệ về pin, tiêu biểu như: cực dương dựa trên nano-Si- và nano-Ge cho pin Lithium tốc độ sạc cực cao, pin lithium-carbon fluoride cho các ứng dụng không gian và y tế, cực dương lỏng...

Yazami đã đóng góp trong hơn 250 bài báo được xuất bản và là đồng phát minh của khoảng 160 bằng sáng chế liên quan đến pin lithium sơ cấp và tái sạc cũng như về hóa học pin mới dựa trên ion fluoride. Ông từng là Chủ tịch của Hiệp hội Pin Quốc tế (IBA) và là thành viên của Hội đồng Tư vấn Khoa học Quốc tế cho nhiều cuộc họp quốc tế, bao gồm Cuộc họp Quốc tế về Pin Lithium (IMLB).

Người phát minh ra cực dương than chì đã cách mạng hóa pin lithium có thể sạc lại, Tiến sĩ Rachid Yazami trong một hội thảo trực tuyến.

Yazami đã nhận được nhiều giải thưởng nghiên cứu, bao gồm Giải thưởng Khoa học vì Hòa bình của NATO, hai Giải thưởng Đổi mới Kỹ thuật của NASA, Giải thưởng Nghiên cứu của IBA, và Hội nghị Pin Hawaii. Năm 2014, ông cùng với John Goodenough, Yoshio Nishi và Akira Yoshino được trao Giải thưởng Draper bởi Học viện Kỹ thuật Quốc gia cho những nền tảng tiên phong trong phát triển pin lithium-ion ngày nay. Ngoài ra, Yazami đã được trao giải thưởng khoa học uy tín từ Hiệp hội Xúc tiến Khoa học Nhật Bản và IEEE; ông cũng đã nhận được Huy chương Hoàng gia (Wissam Malaki) về Năng lực Trí tuệ từ Quốc vương Ma-rốc Mohamed VI vào năm 2014 và vào tháng 7 năm 2016, ông được trao danh hiệu Chevalier de la Légion d'honneur của Pháp.

Rachid Yazami đã phát triển một con chip thông minh có thể giúp sạc pin nhanh hơn và an toàn hơn.

Yazami cũng đã được vinh danh với nhiều giải thưởng khác như Giải thưởng Takreem cho Thành tựu Khoa học và Công nghệ, được coi là Nhà khoa học Ả Rập của năm và Giải thưởng Arab Investor trong hạng mục "Ứng dụng Xanh". Năm 2020, ông giành được Huy chương Mohammed bin Rashid về Xuất sắc Khoa học tại UAE.

GIÁO SƯ AKIRA YOSHINO - KIẾN TẠO NỀN TẢNG BỀN VỮNG CHO NĂNG LƯỢNG XANH

Akira Yoshino sinh ngày 30 tháng 1 năm 1948 tại Suita, Nhật Bản, là một nhà hóa học nổi tiếng với những đóng góp quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển pin lithium-ion. Ông bắt đầu sự nghiệp của mình tại công ty hóa chất Asahi Kasei vào năm 1972 sau khi tốt nghiệp từ Đại học Kyoto. Yoshino cũng đã nhận bằng tiến sĩ từ Đại học Osaka vào năm 2005 và từ năm 2017, ông là giáo sư tại Đại học Meijo ở Nagoya.

Yoshino bắt đầu công việc nghiên cứu của mình khi tham gia vào đội nghiên cứu khám phá các vật liệu mới tại công ty Asahi Kasei. Mặc dù gặp nhiều thất bại trong những dự án đầu tiên, ông không từ bỏ và cuối cùng đã chuyển hướng sang nghiên cứu về polyacetylene, một chất polymer điện dẫn được phát hiện bởi Hideki Shirakawa, người sau này được trao Giải Nobel về hóa học vì phát hiện này.

Ý tưởng đột phá của Yoshino là sử dụng polyacetylene như một vật liệu anode cho pin sạc. Tuy nhiên, do các vấn đề về kích thước và trọng lượng, ông đã chuyển sang sử dụng vật liệu carbon để tạo ra một pin lithium-ion nhỏ gọn hơn và nhẹ hơn. Phát minh này không chỉ giải quyết vấn đề trọng lượng và kích thước mà còn cải thiện đáng kể tính an toàn và hiệu suất của pin. Yoshino đã gặp khó khăn khi thuyết phục ngành công nghiệp về tầm quan trọng của việc thu nhỏ kích thước pin. Tuy nhiên, sự kiên trì của ông đã được đền đáp khi Asahi Kasei phát hiện ra một loại carbon có cấu trúc tinh thể đặc biệt, giúp tạo ra pin lithium-ion nhỏ gọn và hiệu quả. Những nỗ lực của Yoshino không chỉ dẫn đến sự ra đời của pin lithium-ion mà còn góp phần tạo ra một xã hội IT di động và hỗ trợ sự phát triển của xe điện, đồng thời góp phần vào việc xây dựng một tương lai bền vững hơn.

Akira Yoshino nhận giải Nobel từ Vua Carl XVI Gustaf (bên phải) của Thụy Điển tại Konserthuset Stockholm vào ngày 10 tháng 12 năm 2019.

Năm 1983, Yoshino chế tạo thành công một nguyên mẫu pin có thể sạc sử dụng lithium cobalt oxit như cathode và polyacetylene làm cực dương. Trong nguyên mẫu này, vật liệu cực dương không chứa lithi, và các ion lithi chỉ di chuyển từ cực âm LiCoO2 vào cực dương trong quá trình sạc. Đây chính là tiền thân trực tiếp của pin Lithium-ion hiện đại.

Năm 1985, Akira Yoshino đã chế tạo ra nguyên mẫu đầu tiên của pin lithium-ion. Pin này sử dụng lithium cobalt oxide làm cathode và carbon làm anode, mở đường cho sự phát triển của pin lithium-ion thương mại hóa đầu tiên. Loại pin này được Sony thương mại hóa vào năm 1991.

Giáo sư Akira Yoshino chia sẻ niềm vui với phu nhân của mình tại lễ nhận giải Nobel.

Công trình của Yoshino đã đóng vai trò quan trọng trong việc làm cho xã hội IT di động trở thành hiện thực, và trong tương lai, sẽ giữ vai trò trung tâm trong việc xây dựng một xã hội bền vững. Pin lithium-ion không chỉ đóng góp vào việc giảm thiểu vấn đề môi trường như biến đổi khí hậu, mà còn góp phần vào việc phát triển xe điện và nhiều thiết bị di động khác. Ông cũng nắm giữ hơn 60 bằng sáng chế về công nghệ pin lithium-ion.

Có thể nói rằng, GS Akira Yoshino đã cống hiến cả đời mình để chế tạo ra được một loại pin duy nhất, và nó chính thứ mà chúng ta vẫn sử dụng mỗi ngày trên điện thoại hay máy tính xách tay.

Với những đóng góp kiệt xuất trong khoa học năng lượng, Akira Yoshino đã được trao Giải Nobel Hóa học năm 2019 cùng với hai vị đồng nghiệp là GS John B. Goodenough và GS Stanley Whittingham. Yoshino đã được công nhận qua nhiều giải thưởng, bao gồm Giải Nobel Hóa học năm 2019 "cho việc phát triển pin lithium-ion".

Vừa qua, Akira Yoshino đã cùng 4 nhà khoa học Martin Andrew Green, Stanley Whittingham và Rachid Yazami được trao giải VinFuture Grand Prize năm với phát minh đột phá kiến tạo nền tảng bền vững cho năng lượng xanh.