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2019諾貝爾化學獎頒出，3位科學家因鋰電池開發(fā)領域獲獎

2019-10-15 11:39:19

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2019年10月9日17:50，瑞典皇家科學院宣布，將2019年諾貝爾化學獎授予了美國科學家John B Goodenough, 英國科學家M.Stanley Whittingham和日本科學家Akira Yoshino，獎勵他們在鋰電池開發(fā)領域的貢獻。

約翰·巴尼斯特·古迪納夫（John B. Goodenough），美國固體物理學家，因為發(fā)明可充電鋰離子電池而聞名于世。1979年古迪納夫發(fā)現(xiàn)，將鈷酸鋰（LiCoO2）作為電池的陰極，將除鋰之外的金屬材料作為陽極，能夠實現(xiàn)高密度的能量儲存。這一發(fā)現(xiàn)為鋰離子電池的發(fā)展鋪平了道路，促成了可充電鋰離子電池的廣泛應用。1983年，古迪納夫、M.Thackeray等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的電池陽極材料。錳尖晶石具有低價、穩(wěn)定和優(yōu)良的導電、導鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。1989年，古迪納夫、A.Manthiram發(fā)現(xiàn)采用聚電解質（例如，硫酸鹽）的陽極將產(chǎn)生更高的電壓，原因是聚電解質的電磁感應效應。此外，他還與日本學者金森順次郎共同提出“古迪納夫-金森法則”（Goodenough-Kanamori rules）。


古迪納夫1922年7月出生于德國，現(xiàn)年97歲。他于1943年獲得耶魯大學數(shù)學學士學位，隨后于1951年和1952年在芝加哥大學獲得物理學碩士和博士學位。他的職業(yè)生涯始于麻省理工學院的林肯實驗室，在那里他為數(shù)字計算機的隨機存取存儲器（RAM）的開發(fā)奠定了基礎。離開麻省理工學院后，他于1976年至1986年加入牛津大學擔任教授和無機化學實驗室負責人。正是在這段時間里，古迪納夫發(fā)明了鋰電池。離開牛津大學后，他加入美國得州大學奧斯汀分校，現(xiàn)任該校機械工程和材料科學教授。

斯坦利·威廷漢（Stanley Whittingham），英國化學家，現(xiàn)任紐約州立大學石溪分?；瘜W系杰出教授，紐約州立大學賓厄姆頓分?；瘜W教授、材料研究和材料科學與工程研究所主任、紐約電池和儲能聯(lián)合會（NYBEST）董事會副主席。2015年，威廷漢因在鋰離子電池領域的開創(chuàng)性研究獲得科睿維安化學領域引文桂冠獎。2018年因將插層化學應用在儲能材料上的開創(chuàng)性貢獻，當選美國國家工程院院士。


威廷漢1941年出生于英國，1968年在牛津大學取得博士學位。他的研究興趣主要在于尋找能夠推進儲能的新材料，以顯著提高電化學裝置的儲存能力。近年來，他的研究集中在新型無機氧化物材料的制備及其化學和物理性質。最近，他的課題組發(fā)現(xiàn)了單相反應在電池電極放電中的關鍵作用。


吉野彰（Yoshino Akira），日本化學家，現(xiàn)代鋰離子電池（LIB）的發(fā)明者，曾獲得工程學界最高榮譽全球能源獎與查爾斯·斯塔克·德雷珀獎。1983年，吉野運用鈷酸鋰（LiCoO2；鋰和氧化鈷的化合物，由約翰·B·古迪納夫、水島公一等人發(fā)現(xiàn)）開發(fā)陰極，運用聚乙炔開發(fā)陽極，在1983年制出世界第一個可充電鋰離子電池的原型。1985年克服諸多技術問題，徹底消除金屬鋰，確立了可充電含鋰堿性鋰離子電池（LIB）的基本概念，并取得日本注冊專利。吉野彰的鋰電池突破以往鎳氫電池的技術限制，開啟了行動電子設備的革命。由于極高的安全性、穩(wěn)定的能量輸出以及合理的價格，鋰離子電池最終于1991年由SONY首次商業(yè)化。2014年，美國國家工程院公認約翰·B·古迪納夫、西義郎、Rachid Yazami和吉野彰為現(xiàn)代鋰離子電池所做的先驅性和領先性的基礎工作。


吉野彰1948年1月出生于日本大阪。1970年從京都大學工學部石油化學科畢業(yè)，1972年獲京都大學工學碩士學位，2005年獲大阪大學工學博士學位。1972年吉野進入旭化成工業(yè)株式會社（現(xiàn)·旭化成株式會社），1994年擔任AT&T技術開發(fā)部長，1997年擔任旭化成（株）離子二次電池事業(yè)推進室室長，2003年升任旭化成Fellow。2005年至今擔任旭化成（株）吉野研究室室長。