2019年諾貝爾化學獎揭曉—新聞—科學網

2020-12-04 科學網

北京時間10月9日下午5點45分，瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布，將2019年度諾貝爾化學獎授予美國得州大學奧斯汀分校John B Goodenough教授、紐約州立大學賓漢姆頓分校M.stanley Whittlingham教授和日本化學家Akira Yoshino，以表彰其在鋰離子電池的發展方面作出的貢獻。

 

他們將分享900萬瑞典克朗（約合人民幣647萬元）的獎金。

 

 

他們創造了一個可再充電的世界。

 

2019年諾貝爾化學獎用於獎勵鋰離子電池的發展。這種重量輕、可再充電且功能強大的電池，如今被用於從手機到筆記本電腦和電動汽車的各個領域。它還可以儲存大量來自太陽能和風能的能源，使一個無化石燃料的社會成為可能。

 

全球都在使用鋰離子電池來為我們用於交流、工作、學習、聽音樂和搜尋知識的可攜式電子設備提供動力。鋰電池還使遠程電動汽車的發展和太陽能、風能等可再生能源的儲存成為可能。

 

鋰離子電池的基礎是在20世紀70年代的石油危機期間奠定的。Stanley Whittingham致力於開發可以實現無化石燃料能源技術的方法。他開始研究超導體，並發現了一種能量極其豐富的材料。Whittingham用這種材料在鋰電池中製造了一種創新性的陰極。這是由二硫化鈦製成的。它在分子水平上擁有可容納插入式鋰離子的空間。

 

John Goodenough曾預測，如果用一種金屬氧化物而不是金屬硫化物來製造陰極，那麼它將具有更大的潛力。經過系統的研究，他在1980年證明，嵌入鋰離子的氧化鈷以產生高達4伏特的電壓。這是一個重要的突破，將帶來更加強大的電池。

 

以Goodenough的陰極為基礎，Akira Yoshino在1985年創造了第一個商業上可行的鋰離子電池。他沒有在陽極使用活性鋰，而是利用了石油焦。石油焦是一種碳材料，像陰極的鈷氧化物一樣，可插入鋰離子。

 

由此帶來的是一種重量輕、耐磨的電池。這種電池在性能惡化之前可以充電數百次。鋰離子電池的優點是，它們不是基於分解電極的化學反應，而是基於鋰離子在正極和負極之間來回流動。

 

自1991年首次進入市場以來，鋰離子電池已經徹底改變了我們的生活。它們為無電線、無化石燃料的社會奠定了基礎，並為人類帶來了最大的福祉。

 

獲獎者簡介

 

約翰•B•古迪納夫（John B. Goodenough），1922年生於德國耶拿。1952年從美國芝加哥大學博士畢業。現為德克薩斯大學奧斯汀分校機械工程和材料科學教授。

 

M•斯坦利•威廷漢（M. Stanley Whittingham），1941年生於英國。1968年從英國牛津大學博士畢業。現為紐約州立大學賓厄姆頓大學特聘教授。

 

吉野彰（Akira Yoshino）, 1948年出生於日本吹田市。2005年從大阪大學博士畢業。現為東京旭化成株式會社名譽研究員、名古屋明治大學教授。

 

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