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微譜檢測有獎?wù){(diào)研
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鋰電池 改變世界的諾貝爾化學(xué)獎成果

2019-10-11 11:05:37來源:儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞:鋰電池閱讀量:6215
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  【儀器網(wǎng) 材料化工】今年的諾貝爾化學(xué)獎前幾天揭曉,獲獎?wù)邽槿辉阡囯姵仡I(lǐng)域做出貢獻的科學(xué)家——美國學(xué)者約翰·古迪納夫(John · Goodenough)、斯坦利·威廷漢(Stanley· Whittingham)和日本學(xué)者吉野彰。這一結(jié)果并不讓人意外,約翰·古迪納夫已經(jīng)陪跑諾獎多年,今年仍是獲獎的熱門人選——預(yù)測名單上的另兩位是金屬有機框架材料的奠基者Omar M. Yaghi和從事新能源電池研究的Michael Gratzel。
 
 
  對于離不開數(shù)碼產(chǎn)品的現(xiàn)代人,鋰電池并不陌生。能量密度高、壽命長的可充電鋰電池為電子行業(yè)帶來了巨大變革,讓電子產(chǎn)品可以更輕薄、更便攜、更安全。如今,鋰電池已經(jīng)深入到生活的各個方面,不僅應(yīng)用于手機、平板、筆記本等電子設(shè)備,還為新能源汽車提供動力,甚至用于風(fēng)電、水電等清潔電力的儲能以調(diào)節(jié)電網(wǎng)供電。
 
  鋰電池的研發(fā)是一場長達50年的接力,運動員就是三位獲獎?wù)?。上世紀70年代,斯坦利·威廷漢利用二硫化鈦開發(fā)出可以容納、嵌入鋰離子的物質(zhì),從而設(shè)計了鋰電池的初始方案——以金屬鋰為負極材料,硫化鈦為正極材料。而后約翰·古迪納夫接棒,將正極的金屬硫化物替代為金屬氧化物,在1980年證明以嵌入鋰離子的氧化鈷(鈷酸鋰)為正極的鋰電池可以產(chǎn)生更高的電壓。在此基礎(chǔ)上,吉野彰在1985年用碳材料石油焦代替金屬鋰作為負極,發(fā)明了個可用于商業(yè)的鋰離子電池。因為鋰離子電池中不再有純鋰,所以其安全性遠遠超過之前的鋰金屬電池。這個電池后來被索尼公司應(yīng)用于早期的移動電話中,掀起了電子產(chǎn)品的革命。
 
  然而這場接力并沒有就此結(jié)束,約翰·古迪納夫在吉野彰之后重新接過了接力棒,繼續(xù)鋰電池的改進工作。1997年,他帶領(lǐng)的研究團隊發(fā)現(xiàn)了新的正極材料——磷酸鐵鋰。沒有重金屬元素的磷酸鐵鋰是目前安全的正極材料,對人體完全無害,而且還極大地提高了鋰離子電池的穩(wěn)定性,降低了成本。97歲高齡的約翰·古迪納夫打破了諾獎得主的年齡記錄,但即使已經(jīng)年近百歲,他依然沒有停止研究,而是繼續(xù)在鋰離子電池的新領(lǐng)域——全固態(tài)電池中摸索前行。
 
  約翰·古迪納夫曾說:“我們有些人就像是烏龜,走得慢,一路掙扎,到了而立之年還找不到出路。但烏龜知道,他必須走下去。”他30歲入行,54歲才開始研究電池,58歲發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰,75歲發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰,94歲開始探索全固態(tài)電池。97歲,他獲得了科學(xué)界高的榮譽,在很多人看來,他的一生就像他的姓氏“Goodenough”一樣“足夠好”了,但是他知道他做的還遠遠不夠,也許到生命的后一刻他會滿意自己獲得的成績,而在那之前他都要繼續(xù)走下去。
 
  約翰·古迪納夫是所有科研人員的代表。在科技發(fā)展的歷程中,是研究者持之以恒的探索才有了改變世界的成果。即使暫時失去方向,只要繼續(xù)努力,總會有新的出路。然后沿著道路堅定不移地前進,走出人類的未來。
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