97歲的“鋰電池之父”等三位科學家獲得2019年諾貝爾化學獎

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

在過去的幾十年里，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。舉個簡單的例子，如果您沒有鋰電池，您通常無法通過手頭的設(shè)備閱讀此新聞。

---為鋰電池的發(fā)展做貢獻---

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)合開發(fā)的鋰離子電池推向市場，標志著鋰離子電池的普遍應(yīng)用。鋰離子電池通常廣泛應(yīng)用于移動電子設(shè)備、電動汽車、太陽能等領(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位獲得諾貝爾化學獎的科學家、第24位獲得諾貝爾自然科學獎的日本科學家。這位科學家（包括兩名美國人）。

---獲獎?wù)吆喗?--

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，現(xiàn)年97歲。 1943年獲耶魯大學數(shù)學學士學位。二戰(zhàn)后，古迪納夫于 1952 年獲得芝加哥大學物理學博士學位。1952 年至 1976 年，古迪納夫在麻省理工學院的林肯實驗室工作，專注于記憶的材料物理研究。 1976 年，Goodenough 加入牛津大學，擔任教授和無機化學研討會負責人。自 1986 年以來，Goodenough 一直擔任德克薩斯大學奧斯汀分校的教授，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)于京都大學工學部石油化學系，1972年獲得工學碩士學位，2005年獲得大阪大學工學博士學位。1972年，吉野明加入旭化成工業(yè)株式會社., Ltd.，并于 1994 年擔任 AT&T 技術(shù)開發(fā)部總監(jiān)。 1997年任旭化成工業(yè)株式會社離子二次電池事業(yè)推進室主任。2005年起任旭化成工業(yè)株式會社吉野研討室主任。

惠廷厄姆

Whittingham教授目前在美國賓厄姆頓大學東北化學儲能中心（NECCES）和能源前沿研究中心（EFRC）工作。他和John B. Goodenough在鋰電池領(lǐng)域取得了開創(chuàng)性研究，并被湯森路透預(yù)測為2015年諾貝爾化學獎的候選人。

1971 年被 Whittingham 教授收購2004年ECS電化學學會青年學者獎，2004年ECS電化學學會電池研究獎，2006年年中入選ECS電化學學會，以表彰他對鋰電池科學與技術(shù)的貢獻。

- 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家，也是一位虔誠的基督徒。他被公認為“鋰離子電池之父”，但他幾乎沒有從他的創(chuàng)作中獲利。他從小熱愛文學和哲學，但最終以優(yōu)異的成績畢業(yè)于耶魯大學數(shù)學系。

當古迪納夫計劃學習物理學時，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)了。古迪納夫參軍并擔任航空部隊的氣候?qū)＜?。?zhàn)后，他決定繼續(xù)攻讀物理學。盡管一些教授認為他在這個年紀很難在物理學領(lǐng)域取得成就，但古迪納夫并沒有氣餒。獲得博士學位后。在固態(tài)物理學方面，他曾在林肯實驗室工作。在那里，他發(fā)現(xiàn)了目前鐵氧體磁芯的巧合記憶功能——電子計算機記憶技術(shù)的基礎(chǔ)。

在林肯實驗室工作期間，Goodenough 接觸了一些能源并研究了鋰離子的運動。當時正趕上美國對阿拉伯國家石油禁運的影響，能源問題日益突出。古迪納夫決定投身于鋰電池的研究，一次偶然的機會，來到牛津大學擔任無機化學教授。

看來，Goodenough 似乎已經(jīng)晚了一步：可充電鋰電池曾經(jīng)是由英國化學家 Whittingham 發(fā)明的。但是這種電池在充放電過程中容易著火爆炸，應(yīng)用起來比較困難。 Goodenough 相信他可以制造出更高效、更安全的鋰離子電池。經(jīng)過反復(fù)實驗計算，他發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰比原來使用的硫化鈦更合適。儲存鋰離子。

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。他找到了合適的陽極材料，但沒有合適的陰極材料——直到他閱讀了 Goodenough 的論文。 Akira Yoshino 回憶說：“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)計的鋰離子電池采用碳基材料作為陽極，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

    鋰電池是怎樣降生的呢？這還要從1960年代說起。當時，電池并不是什么新穎玩意兒。大家早就曉得電池需求有兩個電極，電極之間需求有電解質(zhì)，讓離子挪動。電池的兩個電極分別叫做陰極和陽極。在電池放電時，帶正電的離子會從陽極跑到陰極，產(chǎn)生電流。

    不可思議，用于兩個電極與電解質(zhì)的資料，決議了電池的性能。為了改造電池，科學家們需求嘗試各種不同的資料。這看上去是一件單調(diào)的事，也沒有幾人愿意投身其中。

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