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Ein ausgezeichneter Erfinder

Die Entwicklungen von Dr. Yoshino sind aus der heutigen Welt nicht mehr wegzudenken. Foto: Asahi Kasei

Der Miterfinder der Lithium-Ionen Batterie hat den Europäischen Erfinderpreis erhalten

Dr. Akira Yoshino wurde für seine Erfindungen ausgezeichnet. Foto: Asahi Kasei

Asahi Kasei Honorary Fellow Dr. Akira Yoshino wurde vom Europäischen Patentamt (EPA) für seine Erfindung und Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Batterie mit dem Europäischen Erfinderpreis 2019 in der Kategorie der Nicht-EPO-Staaten ausgezeichnet. Die Preisverleihung fand am 20. Juni 2019 in der Wiener Stadthalle statt. Rund 600 Gäste aus den Bereichen geistiges Eigentum, Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Lehre nahmen an der Veranstaltung teil.

Erfinder der Lithium-Ionen-Batterie

Akira Yoshino erfand 1983 durch die Einführung eines sicheren Anodenmaterials und einer hitze-empfindlichen Membran die erste moderne Lithium-Ionen-Batterie. Im Laufe seiner langen Karriere verbesserte er seine Erfindung kontinuierlich. Seine Innovation hat das Zeitalter globaler Konnektivität und elektrischer Mobilität mit tragbaren elektronischen Produkten und Elektrofahr-zeugen eingeleitet.

„Akira Yoshino hat die Grundlage für die heutige Lithium-Ionen-Technologie und -Industrie geschaffen. Seine Erfindungen finden sich in Smartphones wieder, die Menschen auf der ganzen Welt verbinden. Sie ermöglichen zudem die Entwicklung von Elektrofahrzeugen", sagte EPA-Präsident António Campinos. „Seine Technologie hat unsere Gesellschaft verändert, auch weil die Lizenzen, die anderen Unternehmen für die Nutzung seiner patentierten Erfindungen erteilt wurden, dazu beigetragen haben, die Vermarktung entscheidend zu beschleunigen."

Dr. Yoshino kommentierte seine Auszeichnung: "Ich fühle mich sehr geehrt, den diesjährigen Europäischen Erfinderpreis erhalten zu haben. Der EPA-Präsident betonte in seiner Laudatio, meine Erfindung habe die Gesellschaft erheblich beeinflusst, darüber freue ich mich sehr!“ Außerdem hoffe er, mit seiner Leistung den Technologiekonzern Asahi Kasei in Europa weiter bekannt zu machen.  „Weiterhin erfüllt es mich mit großer Genugtuung, dass meine Erfindung zu Lösungen in Umweltfragen beiträgt, wie besorgt die europäischen Bürger hier sind, ist mir mit dieser Auszeichnung erneut bewusst geworden,“ so Yoshino weiter.

Der Preis wird jährlich vom EPA vergeben, um herausragende Erfinder aus Europa und der ganzen Welt auszuzeichnen, die einen außergewöhnlichen Beitrag für den technologischen Fort-schritt, die Gesellschaft und das Wirtschaftswachstum geleistet haben. Die Finalisten und Gewinner in fünf Kategorien (Industrie, Forschung, KMU, Nicht-EPO-Staaten und Lebenswerk) wurden von einer unabhängigen internationalen Jury aus einem Pool von Hunderten von Erfindern und Erfinderteams ausgewählt, die für den diesjährigen Award vorgeschlagen wurden.

Yoshinos Erfindung - eine kleine, leichte, wiederaufladbare Batterie mit ausreichender Speicher-kapazität - hat dazu beigetragen, den Massenmarkt für tragbare elektronische Geräte zu erschließen, von Camcordern bis hin zu Laptops. Seine wiederaufladbaren Batterien werden heute welt-weit in fast fünf Milliarden Mobiltelefonen verwendet und bilden ebenfalls die Basis für Elektrofahrzeuge. Vor der Erfindung der Lithium-Ionen-Batterie (LIB) mussten Verbraucher die Batterien entsorgen, wenn die gespeicherte Energie verbraucht war. Das war eine Herausforderung für Hersteller, die tragbare elektronische Geräte entwickelten.

Elektrisch leitfähige Polymere

Die Ursprünge von Yoshinos Erfindung gehen in die 1970er Jahre zurück. Damals forschte er nach seinem Eintritt in das japanische Chemieunternehmen Asahi Kasei an elektrisch leitfähigen Polymeren. Der Durchbruch gelang, als er den Wert der damals entdeckten Eigenschaften von Polyacetylen und Lithium-Kobalt-Oxid erkannte: Der japanische Chemiker Hideki Shirakawa fand 1977 heraus, dass Polyacetylen leitfähig ist, während der amerikanische Physiker John Goodenough 1979 entdeckte, dass Lithium-Kobalt-Oxid an der Luft stabil bleibt. Yoshino bemerkte, dass die Verwendung einer Polyacetylen-Anode und einer Lithium-Cobaltoxid-Kathode seine Erfindung stabiler machen konnte als andere wiederaufladbare Batterien, die sich damals in der Entwicklung befanden. Er verwendete zudem eine dünne poröse Membran auf Polyethylenbasis, die als Trennwand zwischen den Materialien fungiert. Diese Membran hat eine Sicherheitsfunktion: Sobald sie schmilzt, wird die Funktion der überhitzten Batterie gestoppt, bevor sie in Brand geraten kann. Diese Membran, die das chemische Äquivalent einer Schmelzsicherung ist, wird heute immer noch ein-gesetzt, um das Brandrisiko für Lithium-Ionen-Batterien zu verringern.

Erste Batterie und Weiterentwicklung

 Yoshinos erste wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie wurde 1983 hergestellt. Im Jahr 1985 reichte Asahi Kasei die japanische Patentanmeldung für die Batterie ein und begann mit deren Vermarktung. Yoshino arbeitete während seiner langen Karriere kontinuierlich an seiner Innovation. Er steigerte die Akkuleistung und verbesserte die Sicherheitsfunktionen. Weitere Patente trugen dazu bei, diese Lösungen zu schützen. Heute wird Yoshino in 56 japanischen und 6 europäischen Patenten als Erfinder aufgeführt. Asahi Kasei lizenzierte das grundlegende LIB-Patent von Yoshino an andere Hersteller, darunter Sony, das die Technologie 1991 auf den Markt brachte. „Meine Erfindungen haben zu vielen Patenten für mein Unternehmen geführt", sagte Yoshino. „Die Patente sind nicht dazu da, Menschen fernzuhalten. Vielmehr lizenzieren wir unsere Patente, um zahlreiche andere Hersteller zu ermutigen, unsere Technologie zu nutzen. Einige meiner neuesten Innovationen dienen Batterien in Elektrofahrzeugen - und diese werden die Welt hoffentlich erneut verändern."

Yoshino studierte Petrochemie an der Kyoto-Universität. Nach seinem Master-Abschluss im Jahr 1972 trat Yoshino in die Forschungsabteilung von Asahi Kasei ein. Bis heute ist er dort als Berater und Ehrenmitglied (Honorary Fellow) tätig. Er verfügt außerdem über einen Doktortitel in Ingenieurwissenschaften, den er 2005 an der Universität Osaka erlangte.

 Mit Dr. Yoshino wurde der Europäischen Erfinderpreises zum dritten Mal an einen Japaner verliehen. Dr. Sumio Iijima erhielt im Jahr 2015 für die Entdeckung und Entwicklung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen (Nicht-EPA-Länder) die Auszeichnung, und ein von Masahiro Hara geleitetes Team gewann 2014 für die Entwicklung des QR-Codes (Popular Prize) den Preis. Mit der Erfindung im Jahr 1983, hat die Lithium-Ionen-Batterie maßgeblich die schnelle Verbreitung von mobilen Elektronikgeräten wie Smartphones oder Notebooks ermöglicht und stellt mit ihrer Anwendung in der Elektromobilität auch für die Automobilindustrie eine wichtige Zukunfts-technologie dar.

Darüber hinaus spielt der Lithium-Ionen-Akku eine immer größere Rolle bei der effektiven Speicherung und Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Damit gewinnt die Batterie für die Nachhaltigkeit unserer Gesellschaft weiterhin an Bedeutung. Mit der Kombination von existierenden und selbst entwickelten Technologien hat Dr. Akira Yoshino 1983 die Lithium-Ionen-Batterie in ihrer jetzigen Form erst möglich gemacht und forscht auch heute noch an ihrer stetigen Weiterentwicklung.  

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