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创造可充电的绿色新世界——解读2019年诺贝尔化学奖成果2019-10-10 10:37:15

    锂离子电池主要由阴极、阳极、电解液、隔膜、外电路等部分组成,依靠锂离子在阴阳极之间的移动产生电流。电池阴阳极材料的选择对于能效和安全性至关重要。目前最普遍的可充电锂离子电池,使用钴酸锂材料为阴极,碳材料为阳极,具有能量密度高、循环寿命长、安全可靠等优点。

    当获奖后接受采访回答研究初衷时,吉野彰说自己完全是“好奇心驱使”,研究是一个漫长的过程,“我只不过是嗅出了潮流发展的方向,你可以说我的嗅觉很好”。

    这是2019年诺贝尔化学奖获得者约翰·古迪纳夫在美国得克萨斯大学奥斯汀校区实验室中的资料照片。(新华社/美联)

    当获奖后接受采访回答研究初衷时,吉野彰说自己完全是“好奇心驱使”,研究是一个漫长的过程,“我只不过是嗅出了潮流发展的方向,你可以说我的嗅觉很好”。

北京时间10月9日17时45分,2019年诺贝尔化学奖揭晓,美国科学家约翰·古迪纳夫、英裔美国科学家斯坦利·惠廷厄姆与日本科学家吉野彰共同获得此奖,以表彰他们在锂离子电池领域作出的突出贡献,3人将均分900万克朗(约合人民币650万元)的奖金。

他最早在美国耶鲁大学就读的专业是文学和数学,而化学只是大一时的选修课,但古迪纳夫后来却在锂电池领域获得辉煌成绩,被形容为“为锂电池而生”的科学家。多年来,他几乎每天都前往实验室,研究与锂电池相关的课题,至今仍未退休。

    从智能手机、笔记本电脑等消费电子产品,到电动车和风能、太阳能等大型储能装置,如今锂离子电池已成为我们生活中不可或缺的“能量源”。

    20世纪70年代的石油危机催生了对新能源储能的需求,也推动了电池研发,为未来锂离子电池打下基础。当时正致力于超导体研发的惠廷厄姆创新地使用二硫化钛作为阴极材料存储锂离子,以金属锂作为部分阳极材料,制成了首个新型电池。但由于金属锂化学特性过于活泼,这种电池具有易爆炸的潜在危险。

北京时间10月9日17时45分,2019年诺贝尔化学奖揭晓,美国科学家约翰·古迪纳夫、英裔美国科学家斯坦利·惠廷厄姆与日本科学家吉野彰共同获得此奖,以表彰他们在锂离子电池领域作出的突出贡献,3人将均分900万克朗(约合人民币650万元)的奖金。

追溯起来,上世纪70年代,世界石油危机成为学术界关切的问题。今年的获奖者之一惠廷厄姆,正是从那时起致力于开发无化石燃料的能源技术方法。他与古迪纳夫因在锂电池领域取得的开拓性研究成果,在2015年被汤森路透预测为诺贝尔化学奖的候选人。

    这时,正如其名的意译“足够好”(Goodenough)一样,古迪纳夫贡献了“足够好”的新灵感。这位创造了诺奖获得者高龄新纪录的老人曾作为航空气象兵参加二战,战后又赴美国芝加哥大学深造获物理学博士学位。他在1980年发现,用钴酸锂作为阴极材料,比之前的二硫化钛更适合存储锂离子。目前,97岁的古迪纳夫仍在致力于电池研发。

约翰·古迪纳夫是美国固体物理学家,是二次电池产业的重要学者。他目前是美国德州大学奥斯汀分校机械工程和材料科学教授;斯坦利·惠廷厄姆现任纽约州立大学宾汉姆顿分校化学教授;吉野彰是日本化学家,现任旭化成公司研究员、名城大学教授。

    本届诺贝尔化学奖花落锂离子电池可谓众望所归。早在20世纪70、80年代,三位获奖研究者就确立了现代锂离子电池的基本框架,20世纪90年代起,锂离子电池开始大规模进入市场,如今已几乎无处不在。

    这时,正如其名的意译“足够好”(Goodenough)一样,古迪纳夫贡献了“足够好”的新灵感。这位创造了诺奖获得者高龄新纪录的老人曾作为航空气象兵参加二战,战后又赴美国芝加哥大学深造获物理学博士学位。他在1980年发现,用钴酸锂作为阴极材料,比之前的二硫化钛更适合存储锂离子。目前,97岁的古迪纳夫仍在致力于电池研发。