2019年諾貝爾化學獎給了「鋰電池之父」等三位科學家

2019年諾貝爾化學獎授予約翰·班寧斯特·古迪納夫(John. B. Goodenough)教授、斯坦利·惠廷漢姆(Stanley Whittingham)教授、吉野彰教授，三位的獲獎理由是：為鋰電池的發展所作的貢獻。

古迪納夫首先發現了鈷酸鋰作為合適的陰極材料，後續又發現了錳基尖晶石和磷酸鐵鋰。 吉野彰在確立鋰離子電池的基本框架後，後續不斷改進其性能與安全性。 1979年，古迪納夫發現鈷酸鋰適合作為陰極材料，降低了已存鋰離子電池(由金屬鋰做陰極材料)的安全隱患。 吉野彰採用了這一發現，先是以聚乙炔後以碳基材料為陽極，在電池中消除金屬鋰，使用含鋰化合物，確立了現代鋰離子電池的基本框架。 1991年，索尼公司將兩人合作研發的鋰離子電池推向市場，標誌著鋰離子電池進入廣泛應用。 如今鋰離子電池被廣泛應用到移動電子設備、電動車、太陽能領域。而吉野彰也憑藉在鋰離子電池領域的成就，成為第8位獲得諾貝爾化學獎的日本科學家，同時也是第22位獲得自然科學類諾貝爾獎的日本科學家。

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-獲獎人簡介-

約翰·班寧斯特·古迪納夫

1922年7月25日，古迪納夫教授在美國出生，現年97歲。 1943年，他在耶魯大學獲得數學系學士學位。 二戰之後，古迪納夫於1952年在芝加哥大學獲得物理學博士學位。 1952到1976年，古迪納夫在MIT的林肯實驗室工作，主要進行關於內存的材料物理研究。 1976年，古迪納夫進入牛津大學任教授並作為無機化學研究負責人。 1986年起，古迪納夫在德州大學奧斯丁分校擔任教授，繼續從事能源材料的研究。

吉野彰

1948年1月30日，吉野彰教授出生於日本大阪，現年71歲。 吉野教授於1970年從京都大學工學部石油化學科畢業，1972年獲工學碩士學位，2005年獲大阪大學工學博士學位。 1972年，吉野彰進入旭化成工業株式會社，1994年擔任AT&T技術開發部長，1997年擔任旭化成工業株式會社離子二次電池事業推進室室長。 2005年至今，吉野教授擔任旭化成工業株式會社吉野研究室室長。

惠廷漢姆

Whittingham 教授現就任於東北化學能源儲存中心(NECCES)，美國賓厄姆頓大學能源前沿研究中心(EFRC)。 他與 John B. Goodenough 在鋰電領域取得開拓性研究，2015 年被湯森路透預測為諾貝爾化學獎的候選人。

Whittingham 教授於 1971 年獲得 ECS 電化學學會頒發的青年學者獎，2004 年獲得 ECS 電化學學會頒發的電池研究獎，並因其對鋰電池科學和技術的貢獻而於 2006 年當選為 ECS 電化學學會成員。

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-獲獎人傳奇-

古迪納夫的一生充滿了傳奇色彩。他既是著作等身的科學家，也是虔誠的基督徒。他是舉世公認的」鋰離子電池之父「，卻幾乎沒有從發明中獲得利益。他在年輕時酷愛文學與哲學，但最終誤打誤撞以優異成績從耶魯大學數學系畢業。

正當古迪納夫打算攻讀物理學時，二戰爆發了，古迪納夫加入軍隊，以氣象專家的身份為航空部隊服務。戰爭結束後，他決定繼續攻讀物理學。儘管有教授認為以他的年齡，很難在物理學領域有所建樹，但古迪納夫沒有氣餒。獲得固態物理博士學位後，他進入林肯實驗室工作。在那裡，他發現了鐵氧體磁芯的電流重合記憶功能——電子計算機內存技術的基礎。

在林肯實驗室工作期間，古迪納夫接觸到了一些能源材料，研究了鋰離子的移動。當時正趕上美國受到阿拉伯國家石油禁運的影響，能源問題日益突出。古迪納夫決定投身鋰電池的研究，機緣巧合下，來到牛津大學擔任無機化學教授。

看樣子，古迪納夫似乎又晚到一步：可充電鋰電池已經被英國化學家懷廷漢姆發明。但這種電池容易在充放電過程中起火爆炸，難以推廣應用。古迪納夫堅信自己能發明更高效、更安全的鋰離子電池。經過反覆實驗計算，他發現鈷酸鋰是比原先使用的硫化鈦更適合儲存鋰離子。

地球的另一端，吉野彰也在絞盡腦汁攻克鋰離子電池難題。他已經找到了合適的陽極材料，但苦於沒有合適的陰極材料——直到他讀到了古迪納夫的論文。吉野彰回憶：「他的發現給了我所需要的一切，鈷酸鋰運行良好，能把現有的鋰鎘電池的重量縮減三分之一。」

吉野彰設計的鋰離子電池以碳基材料為陽極，以鈷酸鋰為陰極，完全去除電池中的金屬鋰，提高了安全性。這一技術範式確立了鋰離子電池的基本概念。為了改進鋰離子電池性能，吉野彰又對鋰離子電池進行了多次技術改良，例如採用鋁箔做集流體，用聚乙烯薄膜做離子隔膜，對鋰離子電池的電解質改進，使其能夠提供更高的電壓。

1991年，兩人合作發明的鋰離子電池被索尼公司推向市場，標誌著鋰離子電池的大規模使用。兩人也因此結下了深厚友誼。此後，吉野彰每年都會去德州拜訪古迪納夫。回顧歷史，吉野彰表示：「電池技術是複雜又困難的學科交叉領域，它的發展需要多方面的專家。在我看來，鋰離子電池是集體智慧的成果。」

97歲高齡的古迪納夫仍然在繼續從事能源方面的研究。古迪納夫希望能研發出高能量密度、高安全性的固態電池，從而解決人類潛在的能源危機。他說：「我想在去世前解決這個問題，我才九十多歲，還有時間。」

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