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目前,三个诺贝尔科学奖均已发布,化学奖的成果显得最接地气。

(DF120)

赵晓一

吉野彰1948年生于日本,担任旭化成公司研究员,旭化成株式会社吉野研究室室长。1983年,他运用钴酸锂开发阴极,运用聚乙炔开发阳极,在1983年制出世界第一个可充电锂离子电池的原型。1985年彻底消除金属锂,完全基于锂离子,这让电池的使用更加安全可行。至此,为锂离子电池的商用已经打好了基础。

  斯坦利 · 惠廷汉姆 1941 年生于英国。1968 年从英国牛津大学获得博士学位,现为美国纽约州立大学宾汉姆顿分校特聘教授。

紧随其后,古迪纳夫发明了钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料,诺奖颁奖词中说他“将锂电池的潜力翻了一番”。

北京时间10月9日下午,瑞典皇家科学院宣布,2019年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)、斯坦利·惠廷厄姆(M. Stanley Whittingham) 和吉野彰(Akira Yoshino),以表彰他们“对锂离子电池发展”的贡献。他们的工作,为今天无线、无化石燃料社会的形成创造了条件,为人类带来了巨大利益。

  以Goodenough的阴极为基础,吉野彰在1985年发明了第一个商业上可行的锂离子电池。他没有在阳极使用活性锂,而是使用石油焦,这是一种碳材料,像阴极的钴氧化物一样,可以插入锂离子。

今年生理或医学奖的成果是细胞对低氧气水平进行侦测并响应的机制,目前该研究尚处于实验室阶段早期。物理奖奖励理论宇宙学的贡献和太阳系外行星的发现,这些与普通人的生活非常遥远。但化学奖的成果锂电池早已大规模商业化,改变了科技行业和现代商业,日常生活中也非常普遍,从手机、PC甚至新能源汽车上都能看到。

在三个科学奖当中,化学奖显得最不纯粹,被不少科学家戏称为“诺贝尔理科综合奖”。诺贝尔化学奖经常发给生物学方面的成就,十多位物理学家也曾染指这一奖项,甚至还有数学家获得这一荣誉。1998年化学奖就颁给了美国物理学家瓦尔特·科恩和英国数学家约翰·波普,因其向人们展示了数学、物理和化学学科的交叉和融合取得的重大成果。

  John Goodenough预测,如果用一种金属氧化物而不是金属硫化物来制造阴极,那么电池将具有更大的电势。经过系统的研究,在1980年,他证明了嵌入锂离子的氧化钴可以产生高达4伏特的电压。这是一个重要的突破,将带来更强大的电池。

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  据悉,锂电池的研发基础在1970年代的石油危机期间被构建起来。当时,Stanley Whittingham正致力于研制一种可以摆脱石油燃料的能源技术。他开始对超导体材料进行研究,并很快发现了一种极端富能的材料,利用这种材料,他将这种材料创造性的用于制作锂电池的阴极。这是使用二硫化钛制作的,在分子层面上,其内部空隙可以容纳锂离子。

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  吉野彰 1948 年出生于日本吹田。2005 年取得日本大阪大学博士学位,现为日本东京旭化成公司名誉研究员,日本名古屋名城大学教授。