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今天诺奖公布,他们延长了整个国际的续航
2019-11-06 00:59:03

假如说威廷汉360随身wifi是锂电池的开创者,古迪纳夫是扫清了锂电池技能行进最大的路障,吉野彰则推了终究一把力,让锂离子电池「改造」了电子设备。

假如说威廷汉是锂电池的开创者,古迪纳夫是扫清了锂电池技能行进最大的路障,吉野彰则推了终究一把力,让锂离子电池「改造」了电子设备。

这一次,诺尔贝委员会再一次将奖项颁给了最贴近日子的科学。

北京时间 10 月 9 日,诺贝尔委员会发布了 2019 年度诺贝尔化学奖获奖者:约翰B古迪纳夫(John B. Goodenough)、M斯坦利威廷汉今天诺奖公布,他们延长了整个国际的续航(M. Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino),以赞誉三位科学家在锂电池开展所做的奉献。

2019 年诺贝尔化学奖得主 | 诺奖官网

组委会表明,「锂离子电池现已彻底改变了咱们的日子,被用于从手机到笔记本电脑再到电动汽车的一切范畴。他们三位的支付为一个无线(可移动),无化石燃料的社会奠定了根底。」

从无到有

上世纪 70 时代的石油危机直接促成了锂电池研制的初步。石油巨子埃克森公司(Exxon)判别石油资源作为不行再生资源将会在不久以后面对干涸,所以组建了研讨团队开发下一代无化石燃料动力技能。

威廷汉作为其间一员开端研讨超导体,并发现一种能量充沛的资料——二硫化钛,他运用这种资料作为锂电池正极,金属锂作为负极资料。充电时,锂离子从正极移动到负极,放电则回到正极,能够开释刚刚超越 2 伏的电压。锂电池具有重量轻、容量大、无回忆效应等长处。

但是其时的锂电池也存在必定缺点,金属锂是活性的,导致电池爆破的危险太大。在牛津大学的无机化学试验室担任主任的古迪纳夫揣度,威廷汉采用了硫化钛作为贮存锂离子的正极资料,当离开了正极的锂离子到达必定数量之时,硫化钛正极资料会由于被掏空而自我崩塌。

古迪纳夫猜想假如用一种金属氧化物而不是硫化物制作正极,锂电池将会得到改进。通过一点一点的试验和探索之后,古迪纳夫确认用钴取而代之。1980 年,古迪纳夫用钴氧化物将锂电池的电位进步到了 4 伏。用钴酸锂做正极的电池让其时的电池技能向前迈出了一大步。

从试验室到工厂

1976 年,埃克森申请了国际上第一个锂电池的发明专利,但是这家公司并没有将技能转化为工业价值。

而当钴酸锂电池问世之后,锂电池技能还面对着另一个难题。作为负极资料的金属锂会今天诺奖公布,他们延长了整个国际的续航和有机电解液发作反响,负极资料逐步粉末化直至终究失掉活性,一起在充放电进程中长出锂枝晶,然后有或许刺穿隔阂导致电池发作短路乃至焚烧爆破。

不过古迪纳夫的研讨效果却为吉野彰霸占终极难题奠定了根底。他找到适宜的负极资料——用碳资料代替金属锂,像正极的氧化钴相同,能够嵌入锂离子。在充放电的进程没有金属锂的存在,只要锂离子,这也确立了锂离子电池的基本概念。1985 年,吉野彰发明晰首个可用于商业的锂离子电池。锂离子电池的长处在于不是根据分化电极的化学反响,而是根据锂离子在负极和正极之间来回活动。

古迪纳夫和吉野彰的「合力」也让试验室里的技能走向商业化。1991 年索尼发布首个商用锂离子电池。直到现在,日子中可见的便携式设备首要是用此类钴酸锂电池。科学远远没有阻滞于此,今天诺奖公布,他们延长了整个国际的续航为了找到比钴廉价的代替金属,以及更利于锂离子高效运动的结构,锰酸锂,磷酸铁锂相继被应用于锂离子电池中。

假如说威廷汉是锂电池的开创者,古迪纳夫是扫清了锂电池技能行进最大的路障,吉野彰则推了终究一把力,让锂离子电池「改造」了电子设备。

诺贝尔组委会给予了三位获奖者很高的点评,锂离子电池不只让国际动起来成为或许,更有意义的是让咱们能够不完全依靠石油燃料,日子在一个可持续开展的国际中。

获奖者生平简介:

John B. Goodenough:1922 年 7 月今天诺奖公布,他们延长了整个国际的续航 25 日在美国出世,美国得州大学奥斯汀分校机械工程系教授、固体物理学家,是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极资料的发明人,锂离子电池的奠基人之一。1943 年,古迪纳夫在耶鲁大学取得数学系学士学位。1952 到 1976 年,古迪纳夫在 MIT 的林肯试验室作业,首要进行关于内存的资料物理研讨。198今天诺奖公布,他们延长了整个国际的续航6 年起,古迪纳夫在德州大学奥斯丁分校担任教授,持续从事动力资料的研讨。

John B. Goodenough | 视觉我国

M. Stanley Whittingham:1941 年出世于英国,纽约州立大学宾汉姆顿大学资料研讨所和资料科学与工程专业的主任。1971 年,威廷汉取得 ECS 电化学学会颁布的青年学者奖。2004 年,威廷汉取得 ECS 电化学学会颁布的电池研讨奖。

M. Stanley Whittingham | 视觉我国

吉野彰(Akira Yoshino):1948 年 1 月 30 日出世于日本大阪,现任旭化成研讨员、名城大学教授。曾取得日本化学会平成 10 年度「化学技能奖」(锂离子二次电池开发)、美国 Electrochemical Soc.「1999 Technica Award of Battery Division」(Pioneering work on lithium ion battery technology)、日本国政府「紫绶褒章」、日本化学会「第 5 届日本化学会特别会员」、美国电气和电子工程师协会 (IEEE) 颁布的「IEEE Medal for Environmental and Safety Technologies」、全球动力奖、查尔斯斯塔克德雷珀奖等等。

吉野彰 | 视觉我国

关于诺贝尔化学奖:

诺贝尔化学奖是以瑞典闻名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德贝恩哈德诺贝尔(1833-1896)的部分遗产作为基金创建的 5 项奖金之一。自 1901 年以来,诺贝尔化学奖共颁布了 110 次。因受二战影响和秉着「宁缺毋滥」的准则,化学奖有 8 年没有颁布。到 2019 年,共有 183 人取得诺贝尔化学奖,其间只要 5 名女人。英国生物化学家弗雷德里克•桑格曾两次获此荣誉。

1901 年,第一个诺贝尔化学奖颁布了荷兰的雅克布亨里克斯范特霍夫,他发现了溶液中的化学动力学规则和渗透压规则。化学界的学术范畴首要包含,有机化学,无机化学,分析化学,生物化学,物理化学,理论化学。从以往的获奖中能够看出,获奖效果并非出自传统的化学研讨,而是触及生物学、物理学等多重学科,因而诺贝尔化学奖也被戏弄为「理科综合奖」。

题图来历:视觉我国

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