10月9日消息,北京時(shí)間10月9日17點(diǎn)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(xué)獎(jiǎng),以表彰他們對(duì)鋰離子電池方面的研究貢獻(xiàn)。
鋰電池是一種重量輕、可充電、功能強(qiáng)大的電池,現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車等多個(gè)領(lǐng)域,它還可用于儲(chǔ)存太陽能、風(fēng)能能源,使無化石燃料的現(xiàn)代社會(huì)成為可能。
全球范圍都在使用鋰電池,它可作為實(shí)現(xiàn)通訊、工作、研究、聽音樂和學(xué)習(xí)的便攜式電子設(shè)備的動(dòng)力源。此外,鋰電池還能應(yīng)用于遠(yuǎn)程電動(dòng)汽車、太陽能和風(fēng)能的可再生能源存儲(chǔ)。
鋰電池的最初研發(fā)可追溯至上世紀(jì)70年代石油危機(jī)時(shí)期,M·斯坦利·威廷漢致力于開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)無化石燃料能源技術(shù)的能源方案,他開始研究超導(dǎo)體,發(fā)現(xiàn)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(jí)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(qiáng)的釋電能力,理論上具有2伏特電能,然而金屬鋰反應(yīng)性較強(qiáng),僅使用鋰作為電池很容易發(fā)生爆炸,導(dǎo)致電池?zé)o法使用。
約翰·B·古迪納夫預(yù)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(jīng)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(chǎn)生高達(dá)4伏特電能,這是一個(gè)非常重要的技術(shù)突破,意味著將研制出功能更加強(qiáng)大的電池。
以古迪納夫的電池陰極作為基礎(chǔ),吉野彰研制了首個(gè)商業(yè)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(diǎn),可充電使用數(shù)百次,鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)是,它們不是基于分解電極的化學(xué)反應(yīng),而是基于鋰離子在陽極和陰極之間往返流動(dòng)。
自1991年鋰電池首次進(jìn)入市場以來,現(xiàn)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(xiàn)代社會(huì)生活奠定了基礎(chǔ),并為人類帶來了最大利益。
獲獎(jiǎng)?wù)吆喗椋?/strong>
約翰·B·古迪納夫(John B. Goodenough):美國固體物理學(xué)家,是二次電池產(chǎn)業(yè)的重要學(xué)者。他目前是美國德州大學(xué)奧斯汀分校的機(jī)械工程和材料科學(xué)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(xué)獲得數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位并參加美軍,二戰(zhàn)結(jié)束后重返學(xué)校,在芝加哥大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位。
M·斯坦利·威廷漢(M. Stanley Whittingham ):英美化學(xué)家,他目前是紐約州立大學(xué)賓漢姆頓大學(xué)的化學(xué)教授和材料研究所以及材料科學(xué)與工程專業(yè)的主任。1941年出生于英國,1968年在英國牛津大學(xué)獲得博士學(xué)位,在美國賓厄姆頓大學(xué)任特聘教授。
吉野彰:日本化學(xué)家,現(xiàn)任旭化成研究員、名城大學(xué)教授。紫綬褒章表彰。吉野是現(xiàn)代鋰離子電池(LIB)的發(fā)明者,曾獲得工程學(xué)界最高榮譽(yù)全球能源獎(jiǎng)與查爾斯·斯塔克·德雷珀獎(jiǎng)。吉野彰出生于1948年,1972年獲得京都大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位,2005年在日本大阪大學(xué)獲得博士學(xué)位,任日本旭化成株式會(huì)社名譽(yù)研究員、日本名城大學(xué)教授。(卡麥拉)
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