高能量奖:锂离子电池荣获 2019 年诺贝尔化学奖

这种能量包驱动着手机、笔记本电脑、电动汽车和太阳能电池板

约翰·B·古迪纳夫、M·斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰。

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“这是一个高度带电的故事,”诺贝尔化学委员会成员奥洛夫·拉姆斯特伦开始说道,他解释了为什么他的小组今天将诺贝尔化学奖授予三位科学家,他们花费数十年时间开发锂离子电池。拉姆斯特伦说,与旧的电池技术相比,这些电池体积小巧而功能强大,使得袖珍手机、笔记本电脑、电动汽车和太阳能电池板等可再生能源设备成为可能,这些设备可以帮助解决气候变化问题。

该奖项将由得克萨斯大学奥斯汀分校的约翰·B·古迪纳夫、纽约州立大学宾汉姆顿分校的 M·斯坦利·惠廷厄姆以及在日本旭化成公司和名城大学工作的吉野彰分享。他们将平分近 100 万美元的奖金。

美国化学学会主席邦妮·夏庞蒂埃说,多年来,锂电池一直被吹捧为值得诺贝尔奖。“我认为古迪纳夫今年获奖非常了不起,”她说,并指出 97 岁的他是最年长的诺贝尔奖获得者。吉野彰 71 岁,表明这项研究跨越了几代人。


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事实上,早在 1970 年代,惠廷厄姆就开始研究锂的用途,锂是元素周期表中最小和最轻的金属。与当时占主导地位的大型重型铅酸电池不同,这种尺寸和重量使得在小空间内装入大量锂成为可能。锂还有另一个优点:它很容易释放电子,当电子从一端(称为阳极)流向另一端(称为阴极)时,电池就会产生电力。惠廷厄姆将金属锂放在一端,将一种称为二硫化钛的层状材料放在另一端;钛具有可以捕获流动电子的空间。

但是,这种材料组合具有不幸的爆炸潜力。

大约在 1980 年,古迪纳夫将钛换成了另一种层状材料——氧化钴,事实证明这种材料更稳定。他的电池也更强大,将惠廷厄姆的两伏容量翻了一番,达到四伏。然后在 1985 年,吉野彰将电池阳极端的材料改为一种称为石油焦的物质,他可以在其中添加锂。电子在两端之间轻松安全地流动,而不会与周围的材料发生反应并使其退化。

这种品质的结合使吉野彰的电池具有长寿命,并意味着它可以多次充电而不会损失性能。1991 年,一家日本公司开始销售这种电池的第一个商业版本,移动电子产品的新世界开始形成。

编者注(10/9/19):此报道的标题在发布后进行了编辑,以更正颁奖日期。

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