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这个诺贝尔化学奖成果就在你我手边

10月9日,在瑞典皇家科学院,2019年诺贝尔化学奖新闻发布会现场。

新华社记者 郑焕松摄

每年诺贝尔化学奖颁布前夕,他的名字都会被列入“预测得奖名单”;每年奖项颁布后,也总会有人问——为什么今年还不是他?约翰·古迪纳夫的姓(Goodenough)挺有意思,翻译成中文就是“足够好”,但他简直是化学奖界的村上春树。“陪跑”多年,人人都觉得他应该得,但就是一直没有得——直到今年。

2019年,诺贝尔化学奖终于给到了锂电池领域。美国科学家约翰·古迪纳夫、英裔美国科学家斯坦利·惠廷厄姆与日本科学家吉野彰共同获得此奖。

古迪纳夫今年已经97岁,他也刷新了诺奖得主的最高龄纪录。

他们找到的材料至今仍是主流

如果没有锂离子电池,出门在外,你恐怕得为手机准备上一打镍镉电池,以防它打上几个电话就宣告罢工。

锂离子电池能量密度高、寿命长,没有记忆效应。凭借这些优势,它已经渗透进了人类生活的方方面面。

当前最常见的锂电池中,正极为钴酸锂材料,负极是碳材料。“从1991年商业化到现在,锂电池的主流正负极材料没有太大改变。”上海科技大学物质科学与技术学院助理研究员刘巍说。

当然,在商业化之前,也有一段漫长崎岖的道路需要前人摸索。先是斯坦利·惠廷厄姆起草了锂电池的初始设计方案,硫化钛为正极材料,金属锂为负极材料——这证明是一个可以充放电的电池。

但人们发现,用金属锂做负极,并不安全。解决这一问题的思路在于避免电极中出现金属锂。古迪纳夫团队提出和找到了层状氧化物正极材料——钴酸锂。“这一材料至今仍应用在我们各类主流消费类电子产品中。”中国科学院物理所研究员李泓说。

1997年,古迪纳夫已经75岁,他和团队又开发了另一种更加稳定安全的正极材料磷酸铁锂,它是目前电动汽车、电动大巴、电动船舶、大规模储能、通信基站、数据中心等所用电池的主流材料。“他在锂电池正极材料方面作了奠基性的贡献。”李泓强调。而古迪纳夫的很多学生,也在锂电池这一领域继续开疆拓土,为正极材料和电解质材料的开发作出了卓越的贡献。“他得到诺贝尔奖是实至名归,”李泓说,“早就应该得了。”

但有了正负极材料,并不意味着就能有可用的电池,需要有人将所有这些材料集成为可用的器件。

日本名古屋市的旭化成公司(Asahi Kasei)研究员、名城大学教授吉野彰,做出了第一个现代商业化锂离子电池的原型器件。1991年,索尼公司率先将其真正商业化。

吉野彰也分享了今年的诺贝尔奖。“原始创新不一定只出现在高校实验室。当基本概念提出后,工程技术方面的创新突破也是最终能否获得实际应用的关键。所以对基础科学的发展起到了奠基性作用、对技术创新和技术改进起到了关键推动作用的成果,都应该获得诺贝尔奖级的评价。”李泓告诉科技日报记者。

已经“足够好”,还可以更好

现在,几乎没人能说自己离得开锂电池。它的发明支撑了人类社会高新技术的不断发展。

实际上,从锂电池早期概念的提出到商业化再到不断继续发展,大量的科学家、工程师都作出了贡献。诺贝尔奖授予的这3个人,做出了最为奠基性的成果。“奖项给了这3位优秀的科学家,是对锂电池为人类社会技术进步贡献的认可,也是对所有为推动这一领域发展作出贡献的科学家和工程师的认可,而未来锂电池的影响还会不断持续。”李泓说。

现在的科研人员也在研发新的正负极材料,但还不够主流。“毕竟,要找到新的材料并且将之真正应用,并不容易,而且耗时漫长。”刘巍说。

她介绍,现在比较好的发展方向,是固态锂电池,它的性能有望更好,而且更安全。传统锂电池用的是液体电解液,它容易燃烧。换成固体,便能解决这一问题。各国都在大力发展这一方向,不过固态锂电池尚处在实验室探索和初步商业化阶段。

古迪纳夫依然走在他开创领域的前沿,也在进行全固态电池的研究。是的,他还活跃在研究一线。近期,古迪纳夫还在期刊上刊文,回顾了可充电锂电池的历史。

锂电池技术也在进一步发展。

李泓说,科研人员和工程师们,努力在让目前的锂离子电池能量密度更高,充放电速度更快,更安全,更长寿。总之,用各种创新的方法去提升和优化锂电池的性能,让它们可以用到更多、更广阔的场景中去,在更极端条件下,也能发挥作用。

得奖的3人,是锂离子电池领域最早的一批科学家和工程师,而更多的后来者,也正在继续前行。

记者 张盖伦

#河宝新分享#
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2、断了的弦再怎么连,我的感觉你已听不见,你的转变像断掉的弦,再怎么接音都不对,你的改变我能够分辨。——《断了的弦》

3、也许时间是一种解,也是我现在所服下的。——《彩虹》

4、繁华如三千东流水,我只取一瓢爱了解。——《发如雪》

5、我一路向北,离开有你的季节,你说你好累,已无法再爱上谁。风在山路吹,过往的画面全都是不对,细数惭愧,我伤你几回。——《一路向北》
6、一起长大的约定,那样珍惜,与你聊不完的曾经。而我已经分不清,你是友情还是错过的爱情。——《蒲公英的约定》

7、我用漂亮的押韵,形容被掠夺一空的爱情;我用凄美的字型,描绘后悔莫及的那爱情。——《夜曲》

8、看着那白色的蜻蜓在空中忘了前进还能不能重新编织脑海中起毛球的记忆——《黑色毛衣》

9、远方传来风笛,我只在意有你的消息。——《明明就》

10、转身离开,分手说不出来,海鸟跟鱼相爱,只是一场意外。——《珊瑚海》

11、我用漂亮的押韵,形容被掠夺一空的爱情;我用凄美的字型,描绘后悔莫及的那爱情——《夜曲》

12、一起长大的约定,那样清晰,打过勾的我相信。说好要一起旅行,是你如今,唯一坚持的任性。——《蒲公英的约定》

13、没有你在我有多难熬,没有你烦我有多烦恼。——《开不了口》

14、翻着我们的照片,想念若隐若现,去年的冬天,我们笑得很甜。——《借口》

15、祭司神殿征战弓箭是谁的从前,喜欢在人潮中你只属於我的那画面,经过苏美女神身边,我以女神之名许愿,思念像底格里斯河般的漫延,当古文明只剩下难解的语言,传说就成了永垂不朽的诗篇。——《爱在西元前》

16、心里的雨倾盆的下却始终淋不到她——《心雨》

17、才离开没多久就开始担心今天的你过得好不好,整个画面是你,想你想的睡不着。——《开不了口》

18、翻着我们的照片,想念若隐若现,去年的夏天,我们笑的很甜,看着你哭的侧脸,对着我说再见,来不及哽咽,你已走的很远……——《借口》

19、我知道你我都没有错,只是忘了怎么退后,信誓旦旦给的承诺,全被时间扑了空我知道我们都没有错,只是放手会比较好过,最美的爱情回忆里待续。——《退后》

20、为你弹奏萧邦的夜曲,纪念我死去的爱情,而我为你隐姓埋名,在月光下弹琴——《夜曲》

21、从前从前有个人爱你很久,但偏偏风渐渐把距离吹得好远,好不容易又能再多爱一天,但故事的最后你好像还是说了拜拜。——《晴天》

22、我会学着放弃你,是因为我太爱你。——《安静》

23、我想我是太过依赖,在挂电话的刚才,坚持学单纯的小孩,静静看守这份爱,知道不能太依赖,怕你会把我宠坏,你的香味一直徘徊,我舍不得离开。——《你听得到》

24、一壶漂泊浪迹天涯难入喉,你走之后酒暖回忆思念瘦。水向东流时间怎么偷,花开就一次成熟我却错过。——《东风破》

25、雨纷纷,旧故里草木深。我听闻,你仍守着孤城。城郊牧笛声,落在那座野村。缘份落地生根是,我们。——《烟花易冷》

26、缓缓飘落的枫叶像思念,我点燃烛火温暖岁末的秋天,极光掠过天边,北风掠过想你的容颜,我把爱烧成了落叶,却换不回熟悉的那张脸——《枫》

27、如果邪恶是华丽残酷的乐章它的终场我会亲手写上!——《夜的第七章》

28、希望他是真的比我还要爱你,我才会逼自己离开。我真的没有天份安静的没这么快,我会学着放弃你是因为我太爱你。——《安静》

29、为你弹奏萧邦的夜曲,纪念我死去的爱情,而我为你隐姓埋名,在月光下弹琴。——《夜曲》
(via:思想聚焦)


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