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遲來的榮耀!97歲"鋰電池之父"等三位科學家獲諾獎

2019諾貝爾化學獎揭曉

10月9日消息,北京時間10月9日17點45分,約翰·B·古迪納夫(John B. Goodenough)、M·斯坦利·威廷漢(M. Stanley Whittingham )、吉野彰(Akira Yoshino)美英日三人獲得2019年諾貝爾化學獎,以表彰他們對鋰離子電池方面的研究貢獻。

鋰電池是一種重量輕、可充電、功能強大的電池,現被廣泛應用于手機、筆記本電腦、電動汽車等多個領域,它還可用于儲存太陽能、風能能源,使無化石燃料的現代社會成為可能。

全球范圍都在使用鋰電池,它可作為實現通訊、工作、研究、聽音樂和學習的便攜式電子設備的動力源。此外,鋰電池還能應用于遠程電動汽車、太陽能和風能的可再生能源存儲。

鋰電池的最初研發可追溯至上世紀70年代石油危機時期,M·斯坦利·威廷漢致力于開發可以實現無化石燃料能源技術的能源方案,他開始研究超導體,發現一種能量充沛的材料,使用該材料作為鋰電池陰極,它是由二硫化鈦制成,在分子等級上,二硫化鈦可提供空間容納鋰離子插入。

鋰電池陽極部分是由金屬鋰制成,鋰具有很強的釋電能力,理論上具有2伏特電能,然而金屬鋰反應性較強,僅使用鋰作為電池很容易發生爆炸,導致電池無法使用。

約翰·B·古迪納夫預測稱,如果使用一種金屬氧化物,而不是金屬硫化物來制造電池陰極,將具有更大的潛力。經過一系列努力研究,1980年,古迪納夫證明了嵌入鋰離了的氧化鈷可以產生高達4伏特電能,這是一個非常重要的技術突破,意味著將研制出功能更加強大的電池。

以古迪納夫的電池陰極作為基礎,吉野彰研制了首個商業鋰離子電池,他沒有在陽極使用活性鋰,而不是采用石油焦,這是一種碳材料,像陰極的鈷氧化物一樣,可以插入鋰離子。

最終研制的鋰電池具有重量輕、耐磨的特點,可充電使用數百次,鋰離子電池的優點是,它們不是基于分解電極的化學反應,而是基于鋰離子在陽極和陰極之間往返流動。

自1991年鋰電池首次進入市場以來,現已徹底改變了人們的生活,它為人們的無線通訊、無化石燃料的現代社會生活奠定了基礎,并為人類帶來了最大利益。

獲獎者簡介:

他們讓人類用上鋰電池 美英日三人獲化學諾獎

約翰·B·古迪納夫(John B. Goodenough):美國固體物理學家,是二次電池產業的重要學者。他目前是美國德州大學奧斯汀分校的機械工程和材料科學教授。古迪納夫1922年生在德國,今年97歲,他幼年隨父親移民美國,在耶魯大學獲得數學學士學位并參加美軍,二戰結束后重返學校,在芝加哥大學獲得物理學博士學位。

他們讓人類用上鋰電池 美英日三人獲化學諾獎

M·斯坦利·威廷漢(M. Stanley Whittingham ):英美化學家,他目前是紐約州立大學賓漢姆頓大學的化學教授和材料研究所以及材料科學與工程專業的主任。1941年出生于英國,1968年在英國牛津大學獲得博士學位,在美國賓厄姆頓大學任特聘教授。

他們讓人類用上鋰電池 美英日三人獲化學諾獎

吉野彰:日本化學家,現任旭化成研究員、名城大學教授。紫綬褒章表彰。吉野是現代鋰離子電池(LIB)的發明者,曾獲得工程學界最高榮譽全球能源獎與查爾斯·斯塔克·德雷珀獎。吉野彰出生于1948年,1972年獲得京都大學工學碩士學位,2005年在日本大阪大學獲得博士學位,任日本旭化成株式會社名譽研究員、日本名城大學教授。(卡麥拉)

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