97歲的“鋰電池之父”等三位科學(xué)家獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

北京時(shí)間2019年10月9日下午5點(diǎn)45分，2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)在斯德哥爾摩瑞典皇家科學(xué)院揭曉。 John Goodenough 教授、Stanley Whittingham 教授和 Akira Yoshino 博士因在鋰電池創(chuàng)造方面的開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)而獲得了今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

在過(guò)去的幾十年里，只有少數(shù)發(fā)明徹底改變了世界，而鋰電池在其中占有一席之地。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如果您沒(méi)有鋰電池，您通常無(wú)法通過(guò)手頭的設(shè)備閱讀此新聞。

---為鋰電池的發(fā)展做貢獻(xiàn)---

Goodenough 首先發(fā)現(xiàn)了鈷酸鋰作為合適的正極材料，隨后又發(fā)現(xiàn)了錳基尖晶石和磷酸鐵鋰。吉野晃在確立了鋰離子電池的基本框架后，不斷提升其性能和安全性。

1979年，Goodenough發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰適合作為正極材料，降低了現(xiàn)有鋰離子電池（以金屬鋰為正極材料）的安全隱患。吉野晃利用這一發(fā)現(xiàn)，首先使用聚乙炔，然后是碳基材料作為陽(yáng)極，以消除電池中的金屬鋰，并使用含鋰化合物建立現(xiàn)代鋰離子電池的基本框架。 1991年，索尼將兩者聯(lián)合開(kāi)發(fā)的鋰離子電池推向市場(chǎng)，標(biāo)志著鋰離子電池的普遍應(yīng)用。鋰離子電池通常廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、太陽(yáng)能等領(lǐng)域。而吉野明也因其在鋰離子電池領(lǐng)域的成就成為日本第8位獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家、第24位獲得諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)的日本科學(xué)家。這位科學(xué)家（包括兩名美國(guó)人）。

---獲獎(jiǎng)?wù)吆?jiǎn)介---

約翰·本寧斯特·古迪納夫

1922年7月25日，古迪納夫教授出生在德國(guó)，現(xiàn)年97歲。 1943年獲耶魯大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位。二戰(zhàn)后，古迪納夫于 1952 年獲得芝加哥大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。1952 年至 1976 年，古迪納夫在麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室工作，專注于記憶的材料物理研究。 1976 年，Goodenough 加入牛津大學(xué)，擔(dān)任教授和無(wú)機(jī)化學(xué)研討會(huì)負(fù)責(zé)人。自 1986 年以來(lái)，Goodenough 一直擔(dān)任德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的教授，繼續(xù)從事能源數(shù)據(jù)研究。

吉野明

1948年1月30日，吉野明教授出生于日本大阪，現(xiàn)年71歲。吉野教授1970年畢業(yè)于京都大學(xué)工學(xué)部石油化學(xué)系，1972年獲得工學(xué)碩士學(xué)位，2005年獲得大阪大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位。1972年，吉野明加入旭化成工業(yè)株式會(huì)社., Ltd.，并于 1994 年擔(dān)任 AT&T 技術(shù)開(kāi)發(fā)部總監(jiān)。 1997年任旭化成工業(yè)株式會(huì)社離子二次電池事業(yè)推進(jìn)室主任。2005年起任旭化成工業(yè)株式會(huì)社吉野研討室主任。

惠廷厄姆

Whittingham教授目前在美國(guó)賓厄姆頓大學(xué)東北化學(xué)儲(chǔ)能中心（NECCES）和能源前沿研究中心（EFRC）工作。他和John B. Goodenough在鋰電池領(lǐng)域取得了開(kāi)創(chuàng)性研究，并被湯森路透預(yù)測(cè)為2015年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的候選人。

1971 年被 Whittingham 教授收購(gòu)2004年ECS電化學(xué)學(xué)會(huì)青年學(xué)者獎(jiǎng)，2004年ECS電化學(xué)學(xué)會(huì)電池研究獎(jiǎng)，2006年年中入選ECS電化學(xué)學(xué)會(huì)，以表彰他對(duì)鋰電池科學(xué)與技術(shù)的貢獻(xiàn)。

- 冠軍傳奇 -

Goodenough 的一生充滿傳奇色彩。他既是一位寫生活的科學(xué)家，也是一位虔誠(chéng)的基督徒。他被公認(rèn)為“鋰離子電池之父”，但他幾乎沒(méi)有從他的創(chuàng)作中獲利。他從小熱愛(ài)文學(xué)和哲學(xué)，但最終以優(yōu)異的成績(jī)畢業(yè)于耶魯大學(xué)數(shù)學(xué)系。

當(dāng)古迪納夫計(jì)劃學(xué)習(xí)物理學(xué)時(shí)，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)了。古迪納夫參軍并擔(dān)任航空部隊(duì)的氣候?qū)＜摇?zhàn)后，他決定繼續(xù)攻讀物理學(xué)。盡管一些教授認(rèn)為他在這個(gè)年紀(jì)很難在物理學(xué)領(lǐng)域取得成就，但古迪納夫并沒(méi)有氣餒。獲得博士學(xué)位后。在固態(tài)物理學(xué)方面，他曾在林肯實(shí)驗(yàn)室工作。在那里，他發(fā)現(xiàn)了目前鐵氧體磁芯的巧合記憶功能——電子計(jì)算機(jī)記憶技術(shù)的基礎(chǔ)。

在林肯實(shí)驗(yàn)室工作期間，Goodenough 接觸了一些能源并研究了鋰離子的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)時(shí)正趕上美國(guó)對(duì)阿拉伯國(guó)家石油禁運(yùn)的影響，能源問(wèn)題日益突出。古迪納夫決定投身于鋰電池的研究，一次偶然的機(jī)會(huì)，來(lái)到牛津大學(xué)擔(dān)任無(wú)機(jī)化學(xué)教授。

看來(lái)，Goodenough 似乎已經(jīng)晚了一步：可充電鋰電池曾經(jīng)是由英國(guó)化學(xué)家 Whittingham 發(fā)明的。但是這種電池在充放電過(guò)程中容易著火爆炸，應(yīng)用起來(lái)比較困難。 Goodenough 相信他可以制造出更高效、更安全的鋰離子電池。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)計(jì)算，他發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰比原來(lái)使用的硫化鈦更合適。儲(chǔ)存鋰離子。

在世界的另一端，吉野明也在絞盡腦汁攻克鋰離子電池的難題。他找到了合適的陽(yáng)極材料，但沒(méi)有合適的陰極材料——直到他閱讀了 Goodenough 的論文。 Akira Yoshino 回憶說(shuō)：“他的發(fā)現(xiàn)給了我所需的一切。鈷酸鋰效果很好，可以將現(xiàn)有鋰鎘電池的重量減少三分之一?！?

吉野明設(shè)計(jì)的鋰離子電池采用碳基材料作為陽(yáng)極，鈷酸鋰作為陰極，徹底去除了電池中的金屬鋰，提高了安全性。這種技術(shù)范式確立了鋰離子電池的基本概念