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大器晚成“夠好先生”:曾遭導師勸退,陪跑多年97歲獲諾獎-鄭州小程序開發

夢之網科技?2019-10-10?文章動態?

“很高興我活得足夠長!”在被告知自己是迄今為止年齡最大的諾貝爾獎獲得者時,97歲的美國固體物理學家約翰 古迪納夫(John B. Goodenough,編注,good enough,足夠好)這樣說道。他表示,還要再工作5年,102歲退休!

當地時間10月9日,瑞典皇家科學院宣布,將2019年諾貝爾化學獎授予約翰 古迪納夫、斯坦利 威廷漢(M. Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino),以表彰他們在鋰離子電池領域的貢獻。

在一段視頻中,古迪納夫拄著拐杖,笑容洋溢地說道,“這真是個驚喜!我只能說這是一個多么非凡的日子,我非常高興能獲得諾貝爾獎,讓我獲得如此榮譽。”

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約翰 古迪納夫在辦公室中

古迪納夫出生于1922年,目前是美國得克薩斯大學奧斯汀分校機械工程和材料科學教授,現在仍然一有時間就去實驗室。他被稱為“鋰電池之父”,是鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰陽極材料的發明人。

他在2009年獲得了費米獎,以及由英國皇家化學學會頒布、以他名字命名的“John B.Goodenough” 獎,于2013年獲得奧巴馬親自授予的美國國家科學獎章。

作為鋰電池領域突出貢獻者,古迪納夫每年都被列入“預測得獎名單”,但每年都會錯過——直到今年。他曾說,有些人就像是烏龜,走得慢,也找不著路,但它卻能夠一直不停地爬下去。

值得一提的是,古迪納夫也是目前為止獲得諾貝爾獎時年齡最大的科學家。在此之前,這個記錄由96歲高齡獲得2018年諾貝爾物理學獎的阿瑟·阿什金保持。而同樣出生于1922年的物理學家楊振寧在62年前就已經斬獲了諾貝爾物理獎。

鋰電池領域貢獻巨大,卻多年諾獎陪跑

當前最常見的鋰電池中,正極為鈷酸鋰材料,負極是碳材料。這種重量輕、可充電的高能量密度電池如今已經廣泛應用于手機、筆記本電腦以及電動汽車等各種設備。它還可以儲存大量來自太陽能和風能的能量,使得無化石燃料的社會成為可能。

在鋰電池發明之前,最初的可充電電池的電極中含有固體物質,當它們與電解液發生化學反應時會分解,從而毀壞電池。鋰離子電池的基礎是在上世紀70年代的石油危機期間建立的。英籍化學家斯坦利 威廷漢起草了鋰電池的初步設計方案,以硫化鈦作為正極材料,金屬鋰作為負極材料,制成了一個可以充放電的電池。

但該電池的電化學反應使它容易爆炸,還會在反復的充放電過程中逐漸衰減。古迪納夫則認為他能設計出一款更有效且沒有上述缺陷的鋰電池。根據避免在電極中使用金屬錳的思路,古迪納夫和團隊開始在金屬氧化物中尋找替代材料。

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約翰 古迪納夫的電池

經過四年的實驗,古迪納夫于1980年開發出了鋰離子可充電電池的首選陰極材料鈷酸鋰,其較之金屬鋰更為溫和且能夠提升了電池儲存電量。兩年后,古迪納夫實驗室又發現了另一種更為穩定和便宜的材料錳酸鋰。

以古迪納夫的研究為基礎,日本化學家吉野彰使用鈷酸鋰陰極和碳陽極,在1985開發了第一個商業上可用的鋰離子電池原件。這種電池的功能不是基于任何有害的化學反應,而是讓鋰離子在電極之間來回流動,這使得電池壽命更長。

1991年,索尼公司率先將其真正商業化。鋰電池研究由此成為熱門,全世界的實驗室都開始探索體積更小、能量密度更高的鋰電池結構。而在此之前,沒有人預料到這項研究具有如此巨大的商業市場。

1997年,古迪納夫和團隊又開發了另一種更加穩定安全的正極材磷酸鐵鋰,它是目前電動汽車、電動大巴、電動船舶、大規模儲能、通信基站、數據中心等所用電池的主流材料。

值得一提的是,盡管根據行業分析公司預測,當前的鋰電池市場至少值350億美元,但作為開發者的古迪納夫卻幾乎沒有從中獲益。牛津大學并沒有為古迪納夫的電池技術申請專利,為了讓這項技術走向市場,他最終把專利轉給了牛津大學附近的政府實驗室英國原子能研究機構(AERE Harwell)。

但古迪納夫本人對此并不在意。他曾在采訪中表示,他經常被問“當你這樣做的時候,你能預料到會產生什么結果嗎?”,而他的答案是“當然沒有,我只知道這是一件我應該做的事情”。

憑借在鋰電池領域的突出貢獻,古迪納夫成為諾貝爾化學獎的熱門人選,每年都被列入“預測得獎名單”,許多人都認為他配得上化學界的最高榮譽。陪跑多年后,他在今年終于如愿以償。

退伍返學曾遭勸退,47歲首次接觸電化學

文章關鍵詞
諾貝爾獎
物理學
鋰離子電池
古迪納夫
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