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諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)為什么頒發(fā)給鋰電池領(lǐng)域的這三個(gè)人?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1434次  |  2019年11月01日  

周三下午北京時(shí)間17:45,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)吖汲鰜砹耍灿腥?,分別是97歲的約翰?古德伊納夫(JohnB.Goodenough),現(xiàn)任德克薩斯大學(xué)(UniversityofTexas)奧斯汀分校工程學(xué)教授;77歲的斯坦利·惠廷漢姆(M.StanleyWhittingham),他是紐約州立大學(xué)賓厄姆頓分校(StateUniversityofNewYorkatBinghamton)的化學(xué)教授;71歲的吉野彰(AkiraYoshino),是日本旭化成公司的研究員,京都大學(xué)特命教授。




他們的獲獎(jiǎng)理由是:在發(fā)明鋰電池的過程中所做的貢獻(xiàn)。


三位科學(xué)家可謂是延續(xù)了鋰電池關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展。首先要從斯坦利·威廷漢說起,他可以說是鋰離子電池最早的“開拓者”。早在1970年,他就采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料,金屬鋰作為負(fù)極材料,制成了首個(gè)小型化鋰電池,電流為2v。值得一提的是,76年,石油巨頭??松旧暾?qǐng)了世界上第一個(gè)鋰電池的發(fā)明專利,并秘密組織了電池技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,而斯坦利·威廷漢便是其中一員,但因?yàn)榱蚧侂娀瘜W(xué)性能并不穩(wěn)定,導(dǎo)致鋰電池極易爆炸,無法商用。




爆炸問題在當(dāng)時(shí)引起了約翰?古德伊納夫的關(guān)注,他推測(cè)氧化物電極也許能夠解決這個(gè)問題,在斯坦利·威廷漢的研究基礎(chǔ)上,他將電池容量增加了一倍,達(dá)到了4v。三位獲獎(jiǎng)?wù)咧?,約翰?古德伊納夫的傳奇人生也更為業(yè)內(nèi)人士所知,這個(gè)“半路出家”的電化學(xué)家最先開發(fā)的是鈉硫電池,后來他發(fā)現(xiàn)了鈷酸鋰和磷酸鐵鋰兩種電極材料,如今,他也被認(rèn)為是固態(tài)化學(xué)和物理學(xué)領(lǐng)域的巨人。


古德伊納夫多年來一直陪跑諾獎(jiǎng),外界戲稱其為化學(xué)界的“村上春樹”,但現(xiàn)在,他終于成為有史以來諾貝爾獎(jiǎng)年齡最大的獲得者,超過了去年96歲的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者。


在約翰古德伊納夫苦心鉆研鈷酸鋰之際,吉野彰也發(fā)揮了自身的作用,他從約翰古德伊納夫的一篇論文中得到了啟示,他在電池中去掉了易揮發(fā)的純鋰,轉(zhuǎn)而選擇了更安全的鋰離子。后來,他以鈷酸鋰為陽極,又以碳基為正極,降低了起火的可能性,為了提高性能,吉野彰對(duì)電池進(jìn)行了多次改良,促使鋰離子電池輕量化,更安全,終于將其推向商業(yè)化的道路,可以說吉野彰對(duì)于鋰離子電池的現(xiàn)代化發(fā)展功不可沒。




電池為手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車和無數(shù)其他現(xiàn)代生活設(shè)備提供了動(dòng)力,并可能成為綠色未來的基礎(chǔ)。吉野彰直言:“為了解決氣候變化問題,我們必須建立一個(gè)可再生能源發(fā)電的社會(huì)。”的確,利用電池儲(chǔ)存來自風(fēng)能和太陽能等可再生能源的電力為遏制全球變暖開辟了新的可能性。這或許也是諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)被授予這三位科學(xué)家的內(nèi)在而深遠(yuǎn)的意義。


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