10月9日，瑞典皇家科學(xué)院今天宣布，將2019年諾貝爾化學(xué)獎授予德州大學(xué)奧斯汀分校教授John B。 Goodenough，紐約州立大學(xué)賓漢姆頓分校教授M。 Stanley Whittingham，以及日本名城大學(xué)教授吉野彰，以表彰他們“在發(fā)明鋰電池過(guò)程中做出的貢獻”。
他們創(chuàng )造了一個(gè)可充電的世界
2019年度諾貝爾化學(xué)獎獎勵鋰電池的發(fā)明。這種輕巧，可充電且性能強勁的電池今天早已進(jìn)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(yáng)能和風(fēng)能，從而讓構建一個(gè)零化石燃料使用的社會(huì )成為可能。
鋰電池被全球范圍被被廣泛用于為便攜式電子設備提供電力，方面我們通訊，工作，開(kāi)展研究，聽(tīng)音樂(lè )，或者檢索知識。鋰電池的發(fā)明還讓可以長(cháng)距離行駛的電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)成為可能，同時(shí)它也被廣泛用于可再生能源，如太陽(yáng)能和風(fēng)能的存儲。
鋰離子電池已經(jīng)徹底改變了我們的生活，并被用于從手機到筆記本電腦和電動(dòng)汽車(chē)的所有領(lǐng)域。通過(guò)他們的工作，今年的化學(xué)獲獎?wù)叩於藷o(wú)線(xiàn)、無(wú)化石燃料社會(huì )的基礎。
鋰電池的研發(fā)基礎在1970年代的石油危機期間被構建起來(lái)。當時(shí)，Stanley Whittingham正致力于研制一種可以擺脫石油燃料的能源技術(shù)。他開(kāi)始對超導體材料進(jìn)行研究，并很快發(fā)現了一種極端富能的材料，利用這種材料，他將這種材料創(chuàng )造性的用于制作鋰電池的陰極。這是使用二硫化鈦制作的，在分子層面上，其內部空隙可以容納鋰離子。
電池的正極部分由金屬鋰制成。鋰有很強的釋放電子的驅動(dòng)力。這就形成了一個(gè)具有巨大電勢的電池，剛剛超過(guò)2伏特。然而，金屬鋰是活性的，電池爆炸的風(fēng)險太大，在商業(yè)上并不可行。
John Goodenough預測，如果用一種金屬氧化物而不是金屬硫化物來(lái)制造陰極，那么電池將具有更大的電勢。經(jīng)過(guò)系統的研究，在1980年，他證明了嵌入鋰離子的氧化鈷可以產(chǎn)生高達4伏特的電壓。這是一個(gè)重要的突破，將帶來(lái)更強大的電池。
20世紀70年代初，斯坦利·惠廷漢姆（Stanley Whittingham，今年的化學(xué)獎得主）開(kāi)發(fā)出第一塊可工作的鋰電池時(shí)，他利用鋰的巨大動(dòng)力釋放其外部電子。
以Goodenough的陰極為基礎，吉野彰在1985年發(fā)明了第一個(gè)商業(yè)上可行的鋰離子電池。他沒(méi)有在陽(yáng)極使用活性鋰，而是使用石油焦，這是一種碳材料，像陰極的鈷氧化物一樣，可以插入鋰離子。
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。鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)是，它們不是基于分解電極的化學(xué)反應，而是基于鋰離子在正極和負極之間來(lái)回流動(dòng)。
自1991年首次投入市場(chǎng)以來(lái)，鋰離子電池已經(jīng)徹底改變了我們的生活。它們?yōu)闊o(wú)線(xiàn)通訊和建立無(wú)化石燃料社會(huì )奠定了基礎，為人類(lèi)帶來(lái)了巨大的利益。
此前，美國化學(xué)會(huì )周刊《化學(xué)化工新聞》（C&EN）做出了相當準確的預測。當時(shí)該期刊表示，今年的化學(xué)獎很有可能會(huì )在電池研究、基因編輯技術(shù)、金屬有機框架材料研究等改變人類(lèi)世界生活的三大領(lǐng)域中產(chǎn)生，并猜測今年的獲獎?wù)呖赡軙?huì )是97歲高齡的“鋰電池之父”、美國德州大學(xué)奧斯汀分校（University of Texas at Austin）機械工程系教授古迪納夫（John B。 Goodenough）。
好奇心是推動(dòng)我前行的主要動(dòng)力。
——諾貝爾化學(xué)獎得主吉野彰（Akira Yoshino）在新聞發(fā)布會(huì )上的發(fā)言。
來(lái)源：新浪科技
