2019诺贝尔化学奖公布,97岁科学家创纪录
2019-10-14 09:46:04诺贝尔奖(The Nobel Prize),在世界范围内,通常被认为是所有颁奖领域内最重要的奖项。2019年诺贝尔奖获奖得主名单自本月7日起在瑞典皇家科学院已经陆续公布。其中,2019年诺贝尔化学奖得主似乎更引人关注。
北京时间10月9日下午17:45,2019年诺贝尔化学奖揭晓,美国科学家约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough);英裔美国科学家M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham)与日本科学家吉野彰(Akira Yoshino)共同获得此奖,以表彰他们在锂离子电池领域作出的贡献。值得一提的是,三位科学家均在70岁以上。其中,1922年出生、现任教于美国得克萨斯大学奥斯汀校区、享有“锂电池之父”之称的古迪纳夫教授以97岁高龄,刷新诺贝尔奖获得者的最大年龄纪录。
诺贝尔化学奖评选委员会表示,三位科学家发明了轻便的可携带电池,开启了电子设备便携化进程。轻巧、可充电且能量强大的锂离子电池已在全球范围内被应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等各种产品,并可以储存来自太阳能和风能的大量能量,从而使无化石燃料社会成为可能。且在三人研究成果的基础上,制出的商用锂电池,十几年间彻底改变了消费电子行业,近年来也应用新能源汽车上。不但让人们的生活更加方便,还能达到环保的效果,相信该技术日益成熟之后,能大大降低人们对自然环境的透支。
锂离子电池主要由阴极、阳极、电解液、隔膜、外电路等部分组成,依靠锂离子在阴阳极之间的移动产生电流。电池阴阳极材料的选择对于能效和安全性至关重要。目前最普遍的可充电锂离子电池,使用钴酸锂材料为阴极,碳材料为阳极,具有能量密度高、循环寿命长、安全可靠等优点。而关于锂离子电池的故事也是十分“巧合”。
20世纪70年代的石油危机催生了对新能源储能的需求,也推动了电池研发,为未来锂离子电池打下基础。当时正致力于超导体研发的惠廷厄姆创新地使用二硫化钛作为阴极材料存储锂离子,以金属锂作为部分阳极材料,制成了首个新型电池。但由于金属锂化学特性过于活泼,这种电池具有易爆炸的潜在危险。
这时,古迪纳夫贡献了绝佳的新灵感。他在1980年发现,用钴酸锂作为阴极材料,比之前的二硫化钛更适合存储锂离子。而在远隔重洋的日本,吉野彰研发的阳极材料和古迪纳夫的阴极材料形成“天作之合”。吉野彰发现,石油焦炭可作为更好的阳极,但因找不到合适的阴极材料而苦恼。直到他读到古迪纳夫的论文,才兴奋地说“他的发现给了我所需要的一切”。至此,以钴酸锂为阴极,以碳材料为阳极的锂离子电池诞生了。
他们的研究成果改变了社会生活方式,推动了人类发展进步。那么,是什么使这些伟大的科学家们坚持这些研究呢?
约翰·B·古迪纳夫,美国固体物理学家,是二次电池产业的重要学者,也是一位致力于“更好”的研究的学者。
古迪纳夫30岁博士毕业,54岁开始研究电池,75岁研发磷酸铁锂,94岁研发全固态电池,最终被授予诺贝尔化学奖。他的研究让之前不能大规模使用的充放电锂电池真正的大规模投入商用。而他的成就不仅是发现了锂离子电池,更是创造了一个可以充电的世界,改变了整个人类的生活方式。
但,这位对锂电池研究深入的科学家,却曾是“门外汉”。古迪纳夫早年学的是数学,年过半百才开始研究电池,一研究就是四十多年。古迪纳夫是公认的科研圈“工作狂”,即便是在90多岁高龄,他也会在工作日早上7点左右开始工作,周末时继续在家工作一天半,而且时至今日仍然在带着博士生。
M·斯坦利·威廷汉,化学教授,且是纽约州立大学宾汉姆顿大学材料研究所和材料科学与工程专业的主任。M·斯坦利·威廷汉最开始投入能源方面的研究,为了节约能源,他开始研究无化石燃料能源技术,在经历过无数次测试研究后,他发现超导体可以实现这类能源方案,同时发现了锂离子。在能源领域,M·斯坦利·威廷汉的研究也开拓了一个新大陆。
吉野彰,日本化学家,现任旭化成公司研究员、名城大学教授。71岁高龄,长达34年的研究,再一次向我们验证了“在一件事上坚持的执着终究会带领自己走向成功”。吉野彰表示一定要有兴趣与执着心,兴趣让你发现更多新奇的事物,而执着则让你能探究这些细微的事情。
诺贝尔奖离我们很遥远,却又离我们很近。虽然我们并非专业,无法深入研究,但众多科学家的研究成果在我们身边每一个地方。“科学巨人们”在漫长的时间中不断追根溯源,为人类文明进步提供坚实的阶梯感谢这些科学家的不懈研究,为我们创造更便捷的生活方式。更多资讯或生化试剂耗材购买欢迎关注益择网(www.51select.com)
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