< p >文|智舍学术界
北京时间10月9日下午5: 45,瑞典皇家科学院宣布,将授予奥斯汀德克萨斯大学的约翰·古德斯沃教授、纽约州立大学宾汉姆顿的斯坦利·惠廷汉姆教授和日本朝日化学公司的化学家阿基拉·吉野2019年诺贝尔化学奖,以表彰他对锂电池研发的杰出贡献。97岁的二战老兵古德伊尔也成为历史上最老的诺贝尔奖获得者。
为什么是锂电池?为什么是他?流言是什么?请看新闻机构的火线报道、独家秘密新闻和学术声誉。
2019年诺贝尔化学奖得主
约翰·伯·古德斯沃,奥斯汀德克萨斯大学机械工程系教授,锂电池之父,美国科学院和工程学院院士,2001年获日本奖,2009年获费米奖,2011年获国家科学奖章,2014年获查尔斯·斯塔克·德雷珀奖他出生于1922年7月25日,是二战老兵。他毕业于耶鲁大学数学系,芝加哥大学物理学博士,是杨振宁先生的同学。97岁时,他仍然坚持他的研究工作,寻找下一个超级电池。
米。纽约州立大学宾汉姆顿分校化学和材料科学与工程教授、锂电池研究的先驱斯坦利·惠廷汉姆他生于1941年,毕业于牛津大学,获得学士、硕士和博士学位。在加入宾汉姆顿之前,他在石油公司埃克森公司工作了很长时间,从事电池研发。
彰吉野,1948年生于日本吉野·阿基拉于1972年毕业于京都大学工程学院作为智能手机和电动汽车用锂离子电池的开发者,旭化成股份有限公司的研究员,旭化成股份有限公司吉野研究室主任,以及京都大学学院工程研究的杰出教授。
为什么是锂电池?
为什么锂电池是赢家?我相信很多人会有这样的疑问。要回答这个问题,有必要看看诺贝尔的遗嘱:
号上述利益应分成五等份,/-/一份给做出最重要的化学发现或改进的人...
,也就是说,诺贝尔化学奖应该授予那些做最重要化学工作的人。锂电池是这样的发现吗?请问问你自己,你在手机和微信上花了多少时间?没有锂电池,很难想象这一切!
从商务到休闲,从阅读到游戏,老人锂电池让您的移动生活成为可能!
在进入老人的世界之前,让我们回顾一下过去60到70年间一些最重要的技术发明和进步。无论你是穆斯林还是基督徒,相信释迦牟尼还是老庄,你有没有注意到现在到处都有两件事对社会和经济产生巨大影响,彻底改变了人们的工作和生活?第一个是三极管,这是贝尔实验室的产品,它开启了电子时代,诞生了英特尔和微软,并为信息革命做出了贡献。它早在1956年就获得了诺贝尔奖。第二个是锂电池!它给三极管插上翅膀,让你的移动生活和工作成为可能。没有它,就不会有笔记本电脑、智能手机和平板电脑。没有它,就没有苹果的重生,没有三星,没有特斯拉;没有它,就不会有微信的兴起,不会有社会学术界的知识,当然,也不会有各种各样的自我媒体。
我们终于与诺贝尔奖有了密切的联系!现在,你知道为什么你把诺贝尔奖授予锂电池吗?锂电池和“足够好”之间有什么关系?
为什么对老人?
在探讨锂电池的过去和未来之前,让我们先来聊聊这位老人。这位老人是家里的第二个孩子。他出生在一个书香门第。他的父亲是耶鲁大学的教授,他的兄弟姐妹都混在学术界。不幸的是,他父母之间的不良关系影响了他,并在他12岁的时候把他送进了寄宿学校。结果,古德斯沃和他父母的关系非常冷淡,他几乎从不提起他们。他似乎在高中也学得不好,但最终他去了耶鲁大学学习数学,并取得了优异的毕业成绩。古德足够的家庭背景和童年成长经历似乎与LIGO之父韦斯非常相似,后者在知识社会的学术界早些时候被引入。
199年大学毕业后,古德斯沃参军,去欧洲参加第二次世界大战,据说他参加了诺曼底登陆。战后,他作为陆军上尉驻扎在葡萄牙。这时,财富敲门,一封电报来了,告诉他在48小时内向华盛顿汇报。结果,政府有一笔未用的钱,可以送21名士兵去读研究生,一位耶鲁大学教授推荐了他。因此,古德伊尔来到芝加哥大学学习物理,尽管他在本科从未上过科学课。那年他24岁。 199芝加哥大学的物理系在那些日子里充满了大师,包括费米和泰勒,当然还有杨振宁,他跟随泰勒进行博士研究。年轻的古德诺古上课时,一位教授问他:“我真不知道你为什么会在这里!任何在物理学上有所成就的人在你256岁时就已经做到了9我不明白你们这些老兵。难道你不知道,任何人在你这个年纪的时候,已经在物理学上做过任何有意义的事情了吗?
这是一个预言:老阳在很小的时候就获得了诺贝尔奖,直到他90多岁才成为物理学家。
然而,古德伊尔从芝加哥大学毕业,获得了物理学博士学位,然后在美国空军的支持下,去麻省理工学院林肯实验室研究防空系统中使用的存储组件。在此期间,他在磁性材料中发现了所谓的古德足够-卡那莫里准则,该准则描述了原子间的自旋相互作用在20世纪60年代和70年代,石油危机引起了广泛的关注,古德斯沃开始将注意力转向能源储存。但能源领域的研究属于美国能源部的范畴,与空军无关,他也遇到了资金问题幸运再次敲门。牛津大学想找一位无机化学教授。尽管他只修了两门本科化学课程,但还是被选中了。在牛津,古德足够因他的严厉而出名。165名学生来到他教的物理课的第一堂课,教室里挤满了水。第二节课结束时,只有八个学生回来了,每个人都被他吓跑了。
回归锂电池的起源可以追溯到上个世纪的石油危机。当汽车在20世纪初首次出现时,电动汽车实际上变得很流行,但最终被汽油车淘汰。20世纪70年代,世界能源危机爆发,石油供应短缺,促使人们更加关注电动汽车。一度看起来很无聊的电池开始吸引人们的注意力。此时,古德足够刚从麻省理工学院搬到牛津,而另一个锂电池先驱惠廷翰刚从斯坦福搬到石油巨头埃克森公司工作。
最初的电动汽车使用铅酸电池,发明于19世纪中叶。1966年,福特汽车公司推出了一种以硫为阴极,钠为阳极的新型钠电池,它比铅酸电池更轻,能量密度更高。听起来不错,但它的工作温度高达300摄氏度,而钠在98度时熔化,遇到空气就会着火。显然,安全是个问题。尽管如此,福特公司声称,NaS电池汽车可以跑200英里,只需要一个小时就可以充电,这在今天仍然很有吸引力。所以当时每个人都冲到电池前研究今天的热量。
惠廷翰1968年从学校毕业后在斯坦福学习了几年,发现锂离子可以可逆地嵌入和沉淀在层状材料TiS2中,这种材料适合用作电池阴极,可以在室温下工作,重量轻,并引起了很大反响。埃克森1972年将他挖出来,用二氧化锡和锂金属作为电极,开发出世界上第一个锂电池,并于1976年获得专利。这是一个巨大的进步。锂电池重量轻,能量高,移动电子已经出现。然而,这种电池非常不实用、昂贵,并且具有很大的安全隐患。埃克森最终放弃了这个项目
就在这个时候,老古德先生介入了。他预见到使用金属氧化物作为阴极可以解决二氧化硅问题,而且电压更高,能量密度更高。在牛津,他找到了两个博士后来寻找合适的金属氧化物,它们可以嵌入和沉淀更多的锂离子并保持结构稳定。1980年,他们发现了神奇的二氧化硅,它也是分层的,具有以下结构几乎可以肯定,它在你的手机和电脑里。这一年,老人已经58岁了,真的很晚了当然,在此之前他已经在磁性材料领域做出了杰出的贡献。在那个时候,电化学对他来说是一种玩票的天性。
9好极了这一发现从实验室到商业市场已经花了10多年的时间。1991年,索尼推出了世界上第一个商用锂电池,最初用于照相机,后来逐渐普及。然而,一开始没有人预料到锂电池会有如此大的财富。牛津大学拒绝为此申请专利。想必,他的肠子是后悔的。他在这里没有得到任何经济利益。
但是古德伊尔并没有就此止步钴酸锂的层状结构限制了锂离子在二维平面上的传输,所以他和他的博士后希望通过锂离子的三维传输找到新的电极材料来提高电池的倍率性能。1982年,他们发现了比二氧化硅更安全、更便宜的尖晶石锰酸锂。1986年,古德足够回到美国,在德克萨斯大学继续他的电池研究。1993年,日本电信(NTT)将志贺图·奥萨达送到他的实验室,他的博士后同事阿克塞娅·帕迪继续寻找更好的尖晶石结构电极。这个搜索非常困难。钴、锰、钒等元素不理想。最后,只剩下铁和磷的组合。古德足够怀疑这种组合的尖晶石结构,而帕迪证实了他的猜测,并得到了性能优越的橄榄树结构的磷酸铁锂!继钴酸锂和锰酸锂之后,古德足够研究小组发现了第三个星形电极。
还不够混乱。麻省理工学院材料系的中国教授蒋耀明加入了这场战争,申请了自己的专利,并成立了电池公司A123,开发基于磷酸铁锂的动力电池。三国知识产权之战非常精彩。到2008年,A123成功游说欧洲法院取消了古德斯沃的专利,LiFePO4技术突然变得对所有人免费。比亚迪推出LiFePO4电动汽车吸引了沃伦巴菲特(Warren Buffett)斥资2.3亿美元收购其10%的股份。A123于2009年上市,筹集了近6亿美元。这是蒋耀明教授的第三家上市公司,麻省理工的创新能力是显而易见的!但是A123在2012年宣布破产!最终,NTT与德克萨斯大学达成庭外和解,支付了3000万美元和部分未来销售利润。
但是老人的使命还没有结束自从他在230年前发现钴酸锂以来,锂电池驱动的电动汽车仍然难以与内燃机车竞争,可再生能源电池的储存也面临着巨大的挑战。这个世界仍然需要下一个超级电池来解决这些问题,而古德足够认为他有另一个好主意,“我想在辞职前解决这些问题。”我才92岁,还有时间。“
我想在投入之前解决这个问题。我才92岁。我还有时间去
如果你去得克萨斯州奥斯汀,在得克萨斯大学美丽的校园里,你可能会幸运地遇到这个老人他已经97岁了,仍然每天都来大学工作。这只猫要么在他的小办公室里工作,要么呆在实验室里和比他的曾孙辈年轻的博士后们讨论。这是一个97岁老人的传奇人生让我们热烈祝贺这位老人获得诺贝尔奖,并祝愿他像老阳一样年轻!
参考资料http://qz . com/338767/the-man-who-brough-us-the-锂离子电池-at-57-has-an-idea-for-a-new-one-at-92/