2019年諾貝爾化學(xué)獎頒給了使世界變得可充電的三個人

瑞典皇家科學(xué)院周三宣布，今年的諾貝爾化學(xué)獎授予了約翰·B·古德諾(John B. Goodenough)，斯坦利·惠特漢姆(M. Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino)在鋰離子電池開發(fā)方面的工作。

該學(xué)院在一份新聞聲明中說：“自1991年首次進(jìn)入市場以來，鋰離子電池就已經(jīng)徹底改變了我們的生活。”“它們奠定了無線，無化石燃料社會的基礎(chǔ)，對人類最大的好處。”

這些天，您將很難找到不利用鋰離子的電子設(shè)備。盡管研究人員一直在尋求對電池進(jìn)行新的改進(jìn)或?qū)ふ姨娲?，但這并沒有阻止鋰電池在我們的移動電子產(chǎn)品中無處不在，并阻止了電動汽車的復(fù)興。

Goodenough享年97歲，他本人仍在努力開拓他所開拓的技術(shù)。去年，在接受《設(shè)計新聞》采訪時，他討論了他如何為固態(tài)鋰離子電池進(jìn)行新設(shè)計。固態(tài)版本將消除過熱問題，并顯著縮短鋰離子電池的充電時間。想象一下，不必為數(shù)小時或一整夜的充電而為電動汽車充電，而只需花費抽完一整箱汽油所需的時間即可–這就是Goodenough持續(xù)工作的承諾。

Goodenough告訴《設(shè)計新聞》：“人們試圖制造固態(tài)電池，他們只能用非常薄的薄膜但容量不大。”“這是一個非常棘手的問題。但我相信它將在五年內(nèi)準(zhǔn)備就緒。”

鋰于1817年首次發(fā)現(xiàn)，在1970年代初，當(dāng)時是?？松?現(xiàn)為ExxonMobile)的研究員斯坦利·惠廷漢姆(Stanley Whittingham)發(fā)現(xiàn)鋰可以在電池中立足，他發(fā)現(xiàn)通過使用鋰作為電池的負(fù)極(陽極)，他可以制造出一種鋰電池。可充電的電池。在Whittigham的設(shè)計中，鋰離子從陽極中的鋰流到正電極(陰極)，后者由二硫化鈦制成。電池充電后，鋰離子再次回流。

另外，是的，您沒看錯。早在1970年代，石油巨頭?？松?Exxon)實際上就因為擔(dān)心石油供應(yīng)不足而資助了電池研究。?？松梨谡J(rèn)為，通過率先提供可以為汽車提供動力的電池，它可以克服即將發(fā)生的石油危機(jī)。但是，當(dāng)油價在1980年代急劇下跌時，埃克森美孚又恢復(fù)了正常運(yùn)作，所有這些電池野心都超出了人們的預(yù)期。

約翰·古德諾(John Goodenough)在1980年代惠特漢姆(Whittingham)離開的地方接手。Goodenough意識到可以在未充電狀態(tài)下制造電池并隨后對其進(jìn)行充電，因此想到了使用氧化鈷作為電池正極材料的想法。這一變化不僅使鋰電池的潛力幾乎翻了一番，而且使它們變得更小，更輕。

但是正是吉野彰使鋰離子電池在商業(yè)上可行。吉野先生于1980年代在旭化成公司工作，當(dāng)時，的電子公司要求便攜式攝像機(jī)，計算機(jī)和無繩電話等新型便攜式電子產(chǎn)品進(jìn)入市場時，需要更好，更小尺寸的電池。

具有諷刺意味的是，正是石油業(yè)才能引領(lǐng)吉野實現(xiàn)自己的電池突破。他在電池的陰極使用了Goodenough開發(fā)的鋰鈷氧化物材料，在陽極，他使用了石油焦炭，這是煉油工藝的副產(chǎn)品。石油焦炭也可以嵌入鋰離子，這意味著代替化學(xué)反應(yīng)，電池現(xiàn)在可以使鋰離子在電極之間來回流動。吉野的鋰電池是最輕，最強(qiáng)大的。而且因為它不使用任何純鋰，所以它也是最安全的。吉野本人告訴學(xué)院，電池通過關(guān)鍵安全測試的那一刻是“鋰離子電池誕生的那一刻”。

鋰離子電池的發(fā)展一直持續(xù)到今天，因為消費者需要更薄的設(shè)備以及更長的電池壽命(主要是智能手機(jī))，并且研究人員正在尋找新穎的創(chuàng)新方法來從電池中擠出更多的電能，同時減小其外形尺寸。蘋果正在其iPhone中使用獨特的電池形狀。研究人員正在應(yīng)用納米技術(shù)來改善電池壽命和充電時間。甚至還需要做一些工作來制造靈活的電池。

盡管正在研究鋁等材料作為鋰離子的替代品，但尚無人能超越鋰離子。得益于吉丁諾(Whittingham)，古德諾(Goodenough)和吉野(Yoshino)的努力，鋰離子電池將在很長一段時間內(nèi)成為電池山之王。

觀看以下完整的諾貝爾化學(xué)獎公布：

克里斯·威爾茲(Chris Wiltz)是《設(shè)計新聞》的高級編輯，內(nèi)容涉及新興技術(shù)，包括AI，VR / AR，區(qū)塊鏈和機(jī)器人技術(shù)。