三名科学家获得2019诺贝尔化学奖 附个人简介

導語 2019諾貝爾化學獎揭曉,美英日三人獲得2019年諾貝爾化學獎,表彰他們對锂離子電池方面的研究貢獻。

  当地时间10月9日,瑞典皇家科学院宣布,约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)、斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham) 和吉野彰(Akira Yoshino)美英日三人获得2019年诺贝尔化学奖,表彰他们对锂离子电池方面的研究贡献。他們將分享900萬瑞典克朗(約合人民幣650萬元)的獎金

  John B. Goodenough是锂电池之父,他使锂电池体积更小、容积更大、使用方式更稳定,从而实现商业化,同时开启了电子设备便携化进程。美国德州大学奥斯汀分校,机械工程系教授,97岁高龄。

  獲獎人簡介

  约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)

  1922年7月25日,古迪納夫教授在美國出生,現年97歲。1943年,他在耶魯大學獲得數學系學士學位。二戰之後,古迪納夫于1952年在芝加哥大學獲得物理學博士學位。1952到1976年,古迪納夫在MIT的林肯實驗室工作,主要進行關于內存的材料物理研究。1976年,古迪納夫進入牛津大學任教授並作爲無機化學研究負責人。1986年起,古迪納夫在德州大學奧斯丁分校擔任教授,繼續從事能源材料的研究。

  吉野彰(Akira Yoshino)

  1948年1月30日,吉野彰教授出生于日本大阪,現年71歲。吉野教授于1970年從京都大學工學部石油化學科畢業,1972年獲工學碩士學位,2005年獲大阪大學工學博士學位。1972年,吉野彰進入旭化成工業株式會社,1994年擔任AT&T技術開發部長,1997年擔任旭化成工業株式會社離子二次電池事業推進室室長。2005年至今,吉野教授擔任旭化成工業株式會社吉野研究室室長。

  M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham )

  Whittingham 教授现就任于东北化学能源储存中心(NECCES),美国宾厄姆顿大学能源前沿研究中心(EFRC)。他与 John B. Goodenough 在锂电领域取得开拓性研究,2015 年被汤森路透预测为诺贝尔化学奖的候选人。

  Whittingham 教授于 1971 年获得 ECS 电化学学会颁发的青年学者奖,2004 年获得 ECS 电化学学会颁发的电池研究奖,并因其对锂电池科学和技术的贡献而于 2006 年当选为 ECS 电化学学会成员

  他們創造了一個可充電的世界

  2019年度諾貝爾化學獎獎勵锂電池的發明。這種輕巧,可充電且性能強勁的電池今天早已進入尋常百姓家,被每一部手機,筆記本和其他電子設備所使用。它還能用于存儲太陽能和風能,從而讓構建一個零化石燃料使用的社會成爲可能。

  锂電池被全球範圍被被廣泛用于爲便攜式電子設備提供電力,方面我們通訊,工作,開展研究,聽音樂,或者檢索知識。锂電池的發明還讓可以長距離行駛的電動汽車研發成爲可能,同時它也被廣泛用于可再生能源,如太陽能和風能的存儲。

  锂離子電池已經徹底改變了我們的生活,並被用于從手機到筆記本電腦和電動汽車的所有領域。通過他們的工作,今年的化學獲獎者奠定了無線、無化石燃料社會的基礎。

  锂电池的研发基础在1970年代的石油危机期间被构建起来。当时,Stanley Whittingham正致力于研制一种可以摆脱石油燃料的能源技术。他开始对超导体材料进行研究,并很快发现了一种极端富能的材料,利用这种材料,他将这种材料创造性的用于制作锂电池的阴极。这是使用二硫化钛制作的,在分子层面上,其内部空隙可以容纳锂离子。

  電池的正極部分由金屬锂制成。锂有很強的釋放電子的驅動力。這就形成了一個具有巨大電勢的電池,剛剛超過2伏特。然而,金屬锂是活性的,電池爆炸的風險太大,在商業上並不可行。

  John Goodenough预测,如果用一种金属氧化物而不是金属硫化物来制造阴极,那么电池将具有更大的电势。经过系统的研究,在1980年,他证明了嵌入锂离子的氧化钴可以产生高达4伏特的电压。这是一个重要的突破,将带来更强大的电池。

  20世纪70年代初,斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham,今年的化学奖得主)开发出第一块可工作的锂电池时,他利用锂的巨大动力释放其外部电子。

  以Goodenough的陰極爲基礎,吉野彰在1985年發明了第一個商業上可行的锂離子電池。他沒有在陽極使用活性锂,而是使用石油焦,這是一種碳材料,像陰極的钴氧化物一樣,可以插入锂離子。

  于是,研究者獲得了一種重量輕且耐用的電池,在性能衰竭之前可以充電數百次。锂離子電池的優點是,它們不是基于分解電極的化學反應,而是基于锂離子在正極和負極之間來回流動。

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