三名科学家获得2019诺贝尔化学奖 附个人简介

导语 2019诺贝尔化学奖揭晓,美英日三人获得2019年诺贝尔化学奖,表彰他们对锂离子电池方面的研究贡献。

  当地时间10月9日,瑞典皇家科学院宣布,约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)、斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham) 和吉野彰(Akira Yoshino)美英日三人获得2019年诺贝尔化学奖,表彰他们对锂离子电池方面的研究贡献。他们将分享900万瑞典克朗(约合人民币650万元)的奖金

  John B. Goodenough是锂电池之父,他使锂电池体积更小、容积更大、使用方式更稳定,从而实现商业化,同时开启了电子设备便携化进程。美国德州大学奥斯汀分校,机械工程系教授,97岁高龄。

  获奖人简介

  约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)

  1922年7月25日,古迪纳夫教授在美国出生,现年97岁。1943年,他在耶鲁大学获得数学系学士学位。二战之后,古迪纳夫于1952年在芝加哥大学获得物理学博士学位。1952到1976年,古迪纳夫在MIT的林肯实验室工作,主要进行关于内存的材料物理研究。1976年,古迪纳夫进入牛津大学任教授并作为无机化学研究负责人。1986年起,古迪纳夫在德州大学奥斯丁分校担任教授,继续从事能源材料的研究。

  吉野彰(Akira Yoshino)

  1948年1月30日,吉野彰教授出生于日本大阪,现年71岁。吉野教授于1970年从京都大学工学部石油化学科毕业,1972年获工学硕士学位,2005年获大阪大学工学博士学位。1972年,吉野彰进入旭化成工业株式会社,1994年担任AT&T技术开发部长,1997年担任旭化成工业株式会社离子二次电池事业推进室室长。2005年至今,吉野教授担任旭化成工业株式会社吉野研究室室长。

  M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham )

  Whittingham 教授现就任于东北化学能源储存中心(NECCES),美国宾厄姆顿大学能源前沿研究中心(EFRC)。他与 John B. Goodenough 在锂电领域取得开拓性研究,2015 年被汤森路透预测为诺贝尔化学奖的候选人。

  Whittingham 教授于 1971 年获得 ECS 电化学学会颁发的青年学者奖,2004 年获得 ECS 电化学学会颁发的电池研究奖,并因其对锂电池科学和技术的贡献而于 2006 年当选为 ECS 电化学学会成员

  他们创造了一个可充电的世界

  2019年度诺贝尔化学奖奖励锂电池的发明。这种轻巧,可充电且性能强劲的电池今天早已进入寻常百姓家,被每一部手机,笔记本和其他电子设备所使用。它还能用于存储太阳能和风能,从而让构建一个零化石燃料使用的社会成为可能。

  锂电池被全球范围被被广泛用于为便携式电子设备提供电力,方面我们通讯,工作,开展研究,听音乐,或者检索知识。锂电池的发明还让可以长距离行驶的电动汽车研发成为可能,同时它也被广泛用于可再生能源,如太阳能和风能的存储。

  锂离子电池已经彻底改变了我们的生活,并被用于从手机到笔记本电脑和电动汽车的所有领域。通过他们的工作,今年的化学获奖者奠定了无线、无化石燃料社会的基础。

  锂电池的研发基础在1970年代的石油危机期间被构建起来。当时,Stanley Whittingham正致力于研制一种可以摆脱石油燃料的能源技术。他开始对超导体材料进行研究,并很快发现了一种极端富能的材料,利用这种材料,他将这种材料创造性的用于制作锂电池的阴极。这是使用二硫化钛制作的,在分子层面上,其内部空隙可以容纳锂离子。

  电池的正极部分由金属锂制成。锂有很强的释放电子的驱动力。这就形成了一个具有巨大电势的电池,刚刚超过2伏特。然而,金属锂是活性的,电池爆炸的风险太大,在商业上并不可行。

  John Goodenough预测,如果用一种金属氧化物而不是金属硫化物来制造阴极,那么电池将具有更大的电势。经过系统的研究,在1980年,他证明了嵌入锂离子的氧化钴可以产生高达4伏特的电压。这是一个重要的突破,将带来更强大的电池。

  20世纪70年代初,斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham,今年的化学奖得主)开发出第一块可工作的锂电池时,他利用锂的巨大动力释放其外部电子。

  以Goodenough的阴极为基础,吉野彰在1985年发明了第一个商业上可行的锂离子电池。他没有在阳极使用活性锂,而是使用石油焦,这是一种碳材料,像阴极的钴氧化物一样,可以插入锂离子。

  于是,研究者获得了一种重量轻且耐用的电池,在性能衰竭之前可以充电数百次。锂离子电池的优点是,它们不是基于分解电极的化学反应,而是基于锂离子在正极和负极之间来回流动。

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