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2019諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C出，3位科學(xué)家因鋰電池開發(fā)領(lǐng)域獲獎(jiǎng)

2019-10-15 11:39:19

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2019年10月9日17:50，瑞典皇家科學(xué)院宣布，將2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)科學(xué)家John B Goodenough, 英國(guó)科學(xué)家M.Stanley Whittingham和日本科學(xué)家Akira Yoshino，獎(jiǎng)勵(lì)他們?cè)阡囯姵亻_發(fā)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。

約翰·巴尼斯特·古迪納夫（John B. Goodenough），美國(guó)固體物理學(xué)家，因?yàn)榘l(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(yáng)極，能夠?qū)崿F(xiàn)高密度的能量?jī)?chǔ)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(yīng)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(yáng)極材料。錳尖晶石具有低價(jià)、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過(guò)充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。1989年，古迪納夫、A.Manthiram發(fā)現(xiàn)采用聚電解質(zhì)（例如，硫酸鹽）的陽(yáng)極將產(chǎn)生更高的電壓，原因是聚電解質(zhì)的電磁感應(yīng)效應(yīng)。此外，他還與日本學(xué)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(guó)，現(xiàn)年97歲。他于1943年獲得耶魯大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位，隨后于1951年和1952年在芝加哥大學(xué)獲得物理學(xué)碩士和博士學(xué)位。他的職業(yè)生涯始于麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室，在那里他為數(shù)字計(jì)算機(jī)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。離開麻省理工學(xué)院后，他于1976年至1986年加入牛津大學(xué)擔(dān)任教授和無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。正是在這段時(shí)間里，古迪納夫發(fā)明了鋰電池。離開牛津大學(xué)后，他加入美國(guó)得州大學(xué)奧斯汀分校，現(xiàn)任該校機(jī)械工程和材料科學(xué)教授。

斯坦利·威廷漢（Stanley Whittingham），英國(guó)化學(xué)家，現(xiàn)任紐約州立大學(xué)石溪分?；瘜W(xué)系杰出教授，紐約州立大學(xué)賓厄姆頓分?；瘜W(xué)教授、材料研究和材料科學(xué)與工程研究所主任、紐約電池和儲(chǔ)能聯(lián)合會(huì)（NYBEST）董事會(huì)副主席。2015年，威廷漢因在鋰離子電池領(lǐng)域的開創(chuàng)性研究獲得科睿維安化學(xué)領(lǐng)域引文桂冠獎(jiǎng)。2018年因?qū)⒉鍖踊瘜W(xué)應(yīng)用在儲(chǔ)能材料上的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，當(dāng)選美國(guó)國(guó)家工程院院士。


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


吉野彰（Yoshino Akira），日本化學(xué)家，現(xiàn)代鋰離子電池（LIB）的發(fā)明者，曾獲得工程學(xué)界最高榮譽(yù)全球能源獎(jiǎng)與查爾斯·斯塔克·德雷珀獎(jiǎng)。1983年，吉野運(yùn)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(yùn)用聚乙炔開發(fā)陽(yáng)極，在1983年制出世界第一個(gè)可充電鋰離子電池的原型。1985年克服諸多技術(shù)問(wèn)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(cè)專利。吉野彰的鋰電池突破以往鎳氫電池的技術(shù)限制，開啟了行動(dòng)電子設(shè)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(jià)格，鋰離子電池最終于1991年由SONY首次商業(yè)化。2014年，美國(guó)國(guó)家工程院公認(rèn)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(qū)性和領(lǐng)先性的基礎(chǔ)工作。


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