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10月9日,瑞典皇家科学院宣布,将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)、M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham )、吉野彰(Akira Yoshino),以表彰他们为锂离子电池发展做出贡献。
1970 年代石油危机时期,纽约州立大学宾汉姆顿大学教授 M. Staley Whittingham 开始研究超导体,想要找出能够造就免除石油依赖的新技术,最后发现有极佳丰富的金属材质能够胜任,从而用二硫化钛当阴极,在分子层次当中,给予锂离子镶嵌的空间,造就 2 伏特的电压。但可惜锂金属太贵了,导致锂电池成本太高。
美国德州大学奥斯丁分校固态物理学者 John B. Goodenough 预测电池阴极用金属氧化物取代金属硫化物,会提高电池的效率,到了1980年 Goodenough 发现新的材质氧化钴,从原来 2 伏特电压提高到 4 伏特电压,造就锂电池商用可能垫下关键一步。
日本学者,旭化成研究员吉野彰接续 Goodenough 的研究成果,阴极采用金属氧化物取代金属硫化物,在 1985 年推出第一个商用地锂离子电池。吉野彰在电池阳极舍弃反应性锂,而是采用碳化合物石油焦,就像 Goodenough 设计的电池阴级采用的氧化钴,阳极的石油焦能镶嵌锂离子。
1991 年日本电子厂开始贩售锂离子电池,手机不再被电池占满大量空间,能够缩小体积,而能够带出去使用而且有足够电量的 MP3 拨放器以及平板,才有开发和销售可能。
日本学者吉野彰跨洋连线到化学奖发布记者会接受记者访问,说当初从 1981 年开始研究锂离子电池,不大是因为想要赚钱,而是基于好奇心驱使而研究,这次很高兴能够获奖。
大家关心诺贝尔奖年纪最大的得主 Goodenough 是否会出席颁奖典礼,瑞典皇家学院回答语带保留说还不能确认。瑞典皇家学院说 Goodenough 仍在九十多岁的高龄下,每天持续进研究室,关注锂电池技术新发展进度。
瑞典皇家学院指出锂电池技术造就远离石油燃料的可能,而且是化学居中地位与物理、材料、工程等跨学科合作,现今看到越来越多的电动汽车取代燃料车就是证明。不过皇家学院坦言现今电池技术仍有改进空间,目标希望锂电池能提供更高的电量。
今年化学奖三位得主各自在自己的岗位努力,造就现在的锂离子电池驱动随身电子装备,三位学者的研究突破加总之后,才有现在街上看到的电动汽车,以及能够随时用随身电源,维持人们功能强大的智能手机等装置运作。
Source:科技新报
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