97岁科学圈“村上春树”终获诺奖,他们创造了可充电的世界

时间:2019-11-12 14:15:32

今日联合新闻(Joint News Today),2019年诺贝尔化学奖颁给美国固体物理学家约翰·巴尼斯特·古德托、英国化学家斯坦利·惠廷翰和日本化学家吉野彰,以表彰他们在锂电池领域的贡献。三人每人将获得900万克朗的奖金。对此,记者采访了南京大学和南京理工大学的相关学者,了解了锂电池的前世。

这位老人“足够好”,他的发现可能也会被你利用。

约翰·班尼斯特·古德是“够好”的老人,今年97岁。在此之前,记录由列昂尼德·休伊茨(Leonid Hewicz)保持,他在90岁时获得了2007年诺贝尔经济学奖。“我们小组正在转发它。每个人都认为他早就应该赢得这个奖项了。”南京理工大学高级材料研究所教授朱纪信表示,古德托已经多次获得诺贝尔奖提名,在科学界几乎是村上春树。1980年,57岁的物理学家古德托发明了氧化钴阴极,这是锂电池中最重要的成分。目前,世界上大多数便携式电子设备都使用这种阴极。在此之前,他已经在磁性材料领域做出了杰出的贡献。那时,电化学对他来说是一种玩票的性质。“早期的电池,如镍镉和镍氢电池,是一次性的,不能充电或放电。good tower发现层状钴酸锂(licoo2)作为电池的阴极,锂以外的金属材料作为阳极,可以实现高密度储能。这样,可充电锂电池可以商业化。现在,90多岁的古德先生仍然每天去奥斯汀的德克萨斯大学的小办公室。对此,他解释说我的工作还没有完成。朱纪信说,锂电池有自己的缺点,即能量密度不够高。当应用于当前的智能手机时,它将在一天内充电。简而言之,世界需要超级电池。例如,现在有锂空气电池、金属电池和锂硫电池,它们是能量密度相对较高的新型电子。如何商业化?这应该是老人继续前进的方向。

锂电池的前世,物理学家和化学家的合作

南京大学现代工程与应用科学学院教授周沈浩表示,早在20世纪70年代,我们今天制造的锂离子电池,今年的诺贝尔奖得主、锂电池的另一位先驱斯坦利·惠廷翰(Stanley whittingham)就以硫化钛为正极材料,锂金属为负极材料,制造出了世界上第一款新型锂电池。这是一个巨大的进步,移动电源的曙光已经到来。然而,这种电池存在很大的安全隐患,甚至一次安全事故导致北米锂电池公司倒闭。锂金属是活性的,电池爆炸的风险太高。为了解决这个问题,古德托预测,如果用含锂金属氧化物代替金属硫化物制造正极,电池将有更大的潜力。基于古德伊尔的正极,日本科学家阿基拉·吉野发现负极可以由碳材料制成,不含任何金属。与古德先生发现的正极相匹配,他在1990年发明了第一个商业上可行的锂离子电池。他没有在负极使用活性锂,而是使用石墨碳,这是一种碳材料,像正极的锂钴氧化物一样,可以插入锂离子。1991年,由吉野·阿基拉和古德伊尔发明的锂离子电池被索尼公司推向市场,标志着锂离子电池的大规模使用。回顾历史,吉野·阿基拉曾经说过:“电池技术是一个复杂而困难的跨学科领域,它的发展需要许多领域的专家。在我看来,锂离子电池是集体智慧的结晶。”

周沈浩介绍说,这位97岁的诺贝尔奖得主“够好”的老人仍然坚持从事前沿能源研究。“今年9月,我的一个学生刚刚去美国古德伊尔教授办公室做博士后。昨天,他还与这位“足够好”的老先生讨论了我们南京大学研究小组所做的固体锂空气电池工作,以及如何进一步开展这项工作。”

汇点记者杨管道

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