锂离子电池的共同发明者、2019年诺贝尔化学奖得主约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough)于25日去世,享年100岁。古迪纳夫是获奖时最高龄的诺贝尔奖得主,他被称为“锂离子电池之父”,他的研究令电池材料不断改进,并大大推动了电动车的发展。
《印度教徒报》26日报道,锂离子电池共同发明人、2019年诺贝尔化学奖得主约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough)25日去世,享年101岁。
使人类摆脱化石燃料的主导地位
基准矿产情报公司CEO西蒙·摩尔斯(Simon Moores)26日在推特(Twitter)上确认古迪纳夫去世的消息,并深切哀悼,他写道:“感谢这位真正的先驱者,他领导了可能是最强大技术的发现,改变了我们的世界,使我们摆脱了化石燃料的主导地位。”
古迪纳夫被称为“锂离子电池之父”,是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的发明人。因姓名中的Goodenough,他也常被称为“足够好”先生。他在2009年获得了费米奖以及由英国皇家化学学会颁布、以他名字命名的“John B.Goodenough”奖,于2013年获得美国前总统奥巴马亲自授予的美国国家科学奖章,97岁时获得了2019年诺贝尔化学奖。
为锂离子电池发展铺平道路
香港《大公报》报道,古迪纳夫于1922年7月25日生于德国,他的父母是美国人,古迪纳夫后考入耶鲁大学,先后修习古典文学、哲学,并最终在1944年毕业时取得了数学学士学位。第二次世界大战后,古迪纳夫前往芝加哥大学进修物理,于1952年获得物理博士学位后,进入麻省理工大学的林肯实验室研究固体磁性,其间与日本学者共同提出了“古迪纳夫─金森法则”。
1976年,古迪纳夫成为牛津大学化学系无机化学实验室主任,其间他完成了对商业锂离子电池的开发至关重要的数项重要研究,将电池的潜力翻了一番,为更强大、更有用的电池创造了合适的条件。
以古迪纳夫的研究为基础,日本化学家吉野彰(Akira Yoshino)使用钴酸锂阴极和碳阳极,在1985年开发了第一个商业上可用的锂离子电池原件。这种电池的功能不是基于任何有害的化学反应,而是让锂离子在电极之间来回流动,这使得电池寿命更长。
97岁高龄仍每天做实验
因为牛津大学有65岁强制退休的规定,古迪纳夫在64岁离开牛津大学,1986年加入美国得克萨斯大学奥斯汀分校任教,继续从事科研工作。
作为锂离子电池领域的突出贡献者,古迪纳夫每年都被列入诺贝尔奖“预测得奖名单”,但每年都会错过,陪跑多年终于在97岁时获得诺奖。
2019年,古迪纳夫与英国科学家斯坦利·威廷汉(M.Stanley Whittingham)、日本科学家吉野彰因在锂离子电池领域的贡献共同获得诺贝尔化学奖。古迪纳夫也是迄今为止最年长的诺贝尔化学奖得主,他在获奖时已经97岁。
那时候,97岁高龄的古迪纳夫每天仍然在做实验,研制一种真正能让电动汽车和内燃机汽车匹敌的“超级电池”,并希望这种电池可以经济地存储风能和太阳能。他的研究令电池材料不断改进,并大大推动了电动车的发展。
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▲古迪纳夫在德州大学奥斯汀分校的实验室中。上海《文汇报》
链接:摆脱电线羁绊,开启人类生活崭新时代
上海《文汇报》报道,如果没有锂电池,手机、平板电脑、手提电脑就不可能像今天这样应用广泛——锂电池使很多耗电量较大电器设备摆脱了电线的羁绊,变得方便随身携带、长时间使用。
两个电极加上电解液,就构成了电池。然而,要让电池的性能不断提升,却需要科学家持之以恒地寻找新材料。
上世纪七十年代的石油危机使人们意识到化石燃料的不可持续,可以与清洁、再生能源对接的电力驱动才是未来的发展方向。于是,人们开始尝试研发各种新型电池,锂电池就是其中之一。
1976年,在美国埃克森美孚公司任职的威廷汉姆在美国《科学》杂志上发表论文,提出了锂离子电池的最初概念模型:二硫化钛与锂有望成为一种全新的电池系统——这两者之间的电化学反应非常迅速,且在环境温度下是可逆的。这表明我们可以给这种电池充电。
然而,当时每公斤售价1000美元的二硫化钛显然不适合用来生产大众使用的电池,而且还有恶臭与毒性,金属锂也很容易爆炸。于是这个项目的商用化被放弃。
令人兴奋的是,古迪纳夫研究团队在1980年找到了钴酸锂作为新型电池的阴极材料,现在全世界的便携电子设备都采用这种阴极。而吉野彰则与其同事找到聚乙炔作为阳极材料。利用钴酸锂和聚乙炔,吉野彰在1985年制造出了第一块现代锂电池。1991年,索尼与旭化成株式会社共同推出了第一块商业化的锂电池。
自那以后,一个崭新的时代到来了。随便拿起一件小巧的手持设备,这里面都有着今年诺贝尔化学奖的贡献。“发现适合做锂电池的材料,其实是一个漫长的过程。”吉野彰在接受诺奖揭晓现场的电话连线时说,他从1981年开始这项工作,直到1985年才完成,“这是一项受好奇心驱使的科研,最终惠及了整个人类”。