2019年诺贝尔化学奖给了“锂电池之父”等三位科学家

来源:知识分子发布时间:2019-10-10 08:49:00

2019年诺贝尔化学奖授予约翰·班宁斯特·古迪纳夫(John. B. Goodenough)教授、斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham)教授、吉野彰教授,三位的获奖理由是:为锂电池的发展所作的贡献。


古迪纳夫首先发现了钴酸锂作为合适的阴极材料,后续又发现了锰基尖晶石和磷酸铁锂。 吉野彰在确立锂离子电池的基本框架后,后续不断改进其性能与安全性。 1979年,古迪纳夫发现钴酸锂适合作为阴极材料,降低了已存锂离子电池(由金属锂做阴极材料)的安全隐患。 吉野彰采用了这一发现,先是以聚乙炔后以碳基材料为阳极,在电池中消除金属锂,使用含锂化合物,确立了现代锂离子电池的基本框架。 1991年,索尼公司将两人合作研发的锂离子电池推向市场,标志着锂离子电池进入广泛应用。 如今锂离子电池被广泛应用到移动电子设备、电动车、太阳能领域。而吉野彰也凭借在锂离子电池领域的成就,成为第8位获得诺贝尔化学奖的日本科学家,同时也是第22位获得自然科学类诺贝尔奖的日本科学家。

● ● ●

-获奖人简介-

约翰·班宁斯特·古迪纳夫

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

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。

惠廷汉姆

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。


● ● ●

-获奖人传奇-

古迪纳夫的一生充满了传奇色彩。他既是著作等身的科学家,也是虔诚的基督徒。他是举世公认的”锂离子电池之父“,却几乎没有从发明中获得利益。他在年轻时酷爱文学与哲学,但最终误打误撞以优异成绩从耶鲁大学数学系毕业。


正当古迪纳夫打算攻读物理学时,二战爆发了,古迪纳夫加入军队,以气象专家的身份为航空部队服务。战争结束后,他决定继续攻读物理学。尽管有教授认为以他的年龄,很难在物理学领域有所建树,但古迪纳夫没有气馁。获得固态物理博士学位后,他进入林肯实验室工作。在那里,他发现了铁氧体磁芯的电流重合记忆功能——电子计算机内存技术的基础。

在林肯实验室工作期间,古迪纳夫接触到了一些能源材料,研究了锂离子的移动。当时正赶上美国受到阿拉伯国家石油禁运的影响,能源问题日益突出。古迪纳夫决定投身锂电池的研究,机缘巧合下,来到牛津大学担任无机化学教授。

看样子,古迪纳夫似乎又晚到一步:可充电锂电池已经被英国化学家怀廷汉姆发明。但这种电池容易在充放电过程中起火爆炸,难以推广应用。古迪纳夫坚信自己能发明更高效、更安全的锂离子电池。经过反复实验计算,他发现钴酸锂是比原先使用的硫化钛更适合储存锂离子。

地球的另一端,吉野彰也在绞尽脑汁攻克锂离子电池难题。他已经找到了合适的阳极材料,但苦于没有合适的阴极材料——直到他读到了古迪纳夫的论文。吉野彰回忆:“他的发现给了我所需要的一切,钴酸锂运行良好,能把现有的锂镉电池的重量缩减三分之一。”

吉野彰设计的锂离子电池以碳基材料为阳极,以钴酸锂为阴极,完全去除电池中的金属锂,提高了安全性。这一技术范式确立了锂离子电池的基本概念。为了改进锂离子电池性能,吉野彰又对锂离子电池进行了多次技术改良,例如采用铝箔做集流体,用聚乙烯薄膜做离子隔膜,对锂离子电池的电解质改进,使其能够提供更高的电压。

1991年,两人合作发明的锂离子电池被索尼公司推向市场,标志着锂离子电池的大规模使用。两人也因此结下了深厚友谊。此后,吉野彰每年都会去德州拜访古迪纳夫。回顾历史,吉野彰表示:“电池技术是复杂又困难的学科交叉领域,它的发展需要多方面的专家。在我看来,锂离子电池是集体智慧的成果。”

97岁高龄的古迪纳夫仍然在继续从事能源方面的研究。古迪纳夫希望能研发出高能量密度、高安全性的固态电池,从而解决人类潜在的能源危机。他说:“我想在去世前解决这个问题,我才九十多岁,还有时间。”

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201910/10/315107.html

责任编辑:zhoutianwei
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
意大利科学家实现钙钛矿太阳能电池水下高效发电来源:恰逢小友初见 发布时间:2025-07-10 11:21:26

阳光穿透清澈水体,照射在仅0.5厘米深的实验装置中。意大利国家研究委员会物质结构研究所的科学家们记录下一组令人振奋的数据:经过特殊设计的钙钛矿太阳能电池,其在水下的功率转换效率(PCE)竟比在同等光照条件的空气中测试时高出约8%。这一发现挑战了钙钛矿材料“惧怕潮湿”的传统认知,为水下清洁能源应用开辟了新路径。

用于高效率、超稳定钙钛矿太阳能电池的局域相位调制异质结构韩国蔚山国立科学技术院&高丽大学来源:钙钛矿学习与交流 发布时间:2025-07-10 11:12:04

同时实现有效的缺陷钝化和优异的电荷提取能够最大化钙钛矿太阳能电池(PSCs)的功率转换效率(PCE)。与先前已有的基于异质结的 PSCs 不同,韩国蔚山国立科学技术院&高丽大学研究团队引入一种全新的局域相位调制异质结构,它能够对 PSCs 产生上述效果。在该结构中,我们将大量新开发的有机半导体(CY 分子)掺入整个钙钛矿晶格以及其表面和晶界。 这种局域相位调制异质结构 PSCs 实现了 26.0% 的优异 PCE(认证值为 25.28%)。多种表征证实了掺入 CY 的器件相比未掺入 CY 的参考器件

有机双自由基分子:钙钛矿太阳能电池的新“界面魔术师”!来源:新能源与能效 发布时间:2025-07-08 16:39:59

近年来,钙钛矿太阳能电池(PSC)在光电转换效率(PCE)上频频突破,成为下一代光伏技术的热门方向。界面层材料——特别是自组装单分子层(SAM)——在提高电池性能方面扮演了至关重要的角色。然而,目前常规SAM存在电荷传输效率低、稳定性差和大面积可加工性差等瓶颈,限制了其商业化应用。

26.02%空穴传输材料P3CT-TBB!华东师范大学方俊锋&李晓冬用于高效倒置钙钛矿太阳能电池的厚度不敏感聚合物空穴传输层来源:钙钛矿学习与交流 发布时间:2025-07-08 09:54:19

近年来,在空穴传输层(HTLs),尤其是自组装单层(SAMs)的辅助下,倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)发展迅速。然而,目前器件性能强烈依赖于 HTL 厚度,其厚度需严格控制在 <5 nm,若 SAM HTL 厚度超过 10 nm,将导致效率大幅损失。在此,华东师范大学方俊锋&李晓冬报道了一种厚度不敏感的聚合物 HTL(P3CT-TBB),通过 1,3,5 - 三(溴甲基)苯(TBB)对聚 [3-(4 - 羧基丁基)噻吩](P3CT)进行 p 型掺杂制备而成。TBB 可从 P3CT 的噻吩链中夺取电

隆基绿能叠层电池研发成果连续在《Nature》和《Science》在线发表来源:隆基绿能 发布时间:2025-07-08 08:39:41

晶硅-钙钛矿叠层太阳电池因其有望超越单结电池的肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)效率极限,而成为当前全球先进光伏技术研究的热点。受制于短波光子的热驰豫损失,传统晶硅单结太阳电池效率的进一步提升面临瓶颈。为此,科学家们提出将宽带隙钙钛矿与晶硅集成,通过构建串联叠层太阳电池,有效减少载流子热驰豫损失,充分利用太阳光能,实现光电转换效率的突破。叠层太阳电池被公认为下一代超高效先进光伏技术。

一夜变天!光伏减产大潮将至 上半年超3800亿制造项目何去何从?来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-07 08:27:41

晶科能源董事长李仙德曾称要“重新定义产能过剩”:“无论你组件多便宜,效率功率多高,未来不被需要的产能就是过剩。那未来需要什么样的产能呢?本地制造的、绿电制造的、有当地服务团队支持的、有光储一站式方案的,这种产能才是被需要的。”

全国首个地埋式储能项目落地,沃橙新能源开启储能3.0时代,重新定义储能安全!来源:浙江沃橙新能源有限公司 发布时间:2025-07-04 15:22:30

近日,储能行业迎来历史性突破——浙江沃橙新能源有限公司自主研发的地埋式储能技术,正式通过中国电工技术学会储能领域阶段评审并落地建设,填补了多项储能领域关键技术空白,标志着储能产业正式迈入以“本质安全+智能创新”为核心的储能3.0时代。

总投资1.5亿!曲靖市招商100MW钙钛矿叠层电池中试线项目来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-07-04 09:42:46

近日,曲靖市投资促进局发布一则2025年项目推介信息——曲靖市沾益区高效钙钛矿薄膜太阳电池中试线项目。总投资1.5亿,主要规划建设100MW钙钛矿叠层电池中试线3条,预计年研发钙钛矿电池规模为20万片的能力,配套建设组件研发中心、电池研发中心、研发大楼、组件研发车间、硅烷站、特气站、化学品供应站、废水处理站、固废库等生产及公辅用房。

光伏发电:绿色能源背后的安全真相大揭秘来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-03 18:02:13

在环保理念日益深入人心的当下,光伏发电作为一种清洁、可持续的能源形式,正逐步融入人们的日常生活,并在世界各地得到大规模应用。然而,关于光伏发电是否会对人体造成危害、是否存在辐射风险等问题,仍有一部分人心存疑虑。就让小编带您更全面地认识光伏发电。

碳索科技与北京和碳签署战略合作协议来源:和碳视角 发布时间:2025-07-03 10:43:04

2025年6月25日全国低碳日,北京和碳环境技术有限公司(以下简称“北京和碳”)孟早明总经理一行赴碳索(杭州)能源环境科技有限公司(以下简称“碳索科技”)参观了其依托的浙江大学青山湖能源研究基地并与浙江大学能源工程学院老师交流互动。双方围绕CCUS技术应用及碳金融业务进行了深入交流与探讨,并签署了战略合作协议。双方将充分发挥各自核心优势,就二氧化碳捕集、利用及封存(CCUS)技术工业化在零碳园区项目中的应用和推广及CCER方法学制定和碳金融等相关领域开展合作,共同致力于推动中国绿色低碳产业的高质量发展,为

【IEEE 列表会议、新增报告专家】2025年电力系统与可再生能源国际会议(PSRE 2025)征稿进行中!来源:亚太科学与工程研究所APISE 发布时间:2025-07-02 10:20:13

海南省位于中国最南端,拥有丰富的水、热、风、光等可再生能源资源,且从2025年元月开始自由贸易港运作,对多个国家的公民免予签证。为促进海南省电力与能源领域的科学研究、技术开发和产学研融合,拟计划于 2025年11月26-28日在三亚举行2025年电力系统与可再生能源国际会议。 该会议由浙江大学海南研究院主办,郑州轻工业大学及IEEE PES协办,IEEE PELS成都分会,《全球能源互联网》及亚太科学与工程研究所,期刊Energy Conversion and Economics提供支持,Smart