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极萨科讯 97岁诺奖获得者与“可充电”的世界

  北京时间10月9日17:45,2019年诺贝尔化学奖在瑞典皇家科学院正式揭晓:

  约翰·班宁斯特·古迪纳夫(John. B. Goodenough)、斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham)以及吉野彰(Akira Yoshino)共同获得了该奖项,以表彰他们对“开发锂离子电池”所作出的贡献。

  值得一提的是,今年已经97岁高龄的古迪纳夫也成为了最高龄的诺奖获得者。在此之前,该记录一直由90岁的2007年诺贝尔经济学奖获得者里奥尼德·赫维克兹保持。

  上世纪70年代,斯坦利·惠廷汉姆在众多金属元素中选中了锂元素,用金属锂开发出了第一块可工作的锂电池。这种电池在同质量条件下,比其它电池的储电量更高,因而受到了市场的青睐。随后,古迪纳夫改进了锂电池的配方,用状态稳定的钴酸锂代替了易燃的金属锂作为电池中锂离子的提供者,解决了锂电池极大的安全隐患。同时, 钴酸锂还可以提高电池的使用电压,进而提升储电量。1985年,吉野彰又在前人的基础上发明了首个可以投入商业生产的锂离子电池。上世纪90年代初这种质量更轻且坚固耐用,在性能衰减前可充电数百次的电池,开始成为了移动设备的常用电池,掀起了一场电子行业的革命。1997年,古迪纳夫又用磷酸铁锂替换掉钴酸锂,大大降低了锂离子电池的成本。时至今日,这种轻巧、可充电且功能强大的电池已用于从手机到笔记本电脑以及电动车的所有产品。然而锂离子电池的发展并没有就此止步, 目前这种电池中所用的电解液是一种有机物的混合液体,仍然易燃易爆,所以飞机会禁运。所以,年近百岁 古迪纳夫又正在向研发全固态电池进发。正是凭借这种永无止境的钻研精神,古迪纳夫和另两位科学家带领我们步入了一个“可充电”的世界,他们的精神与贡献值得我们尊敬。▲锂离子电池还可以存储来自太阳能和风能的大量能量,从而使无化石燃料社会成为可能。 (图源:The Royal Swedish Academy of Sciences)本次诺贝尔化学奖的颁发也充分肯定了新型材料对人类今日及未来生活的深远影响。对于电池的优化仍在尝试使用更好的新型材料,例如用来研发新能源电池的重要纳米材料——石墨烯(Graphene)。石墨烯被认为是一种具有革命性的纳米材料,如今已被应用于柔性光伏电池板的表面涂层,可以 极大降低透明可变形太阳能电池的成本。另一方面,成功研发的石墨烯超级电池也能够解决新能源汽车电池容量小与充电时间长等问题。2010年物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用微机械剥离法成功从石墨中分离出了石墨烯,因此共同获得了当年的诺贝尔物理学奖。为了让学员接触到最新的科研成果,捕捉到未来的发展方向,爱博物·极萨学院的历次iNANO中心晋级学者项目都将“石墨烯纳米材料分析”列为四大研究方向之一,同时也是“重走诺奖之路”重点科研项目中的重要一环。2020年暑期,极萨学院的学员们将再次来到丹麦的奥胡斯大学,在欧洲三大纳米科学中心之一的iNANO中心,进行一次由世界级导师指导的完整纳米科学研究。▲往期iNANO晋级学者项目回顾参考信息:极萨科讯