没有他就没有移动, 97岁二战老兵终获诺奖

没有他就没有移动, 97岁二战老兵终获诺奖
2019年10月09日 17:56 新浪科技综合

  来源:知社学术圈

  知社学术圈斯德哥尔摩快讯,北京时间10月9日下午5点45分,瑞典皇家迷信院宣布将2019年诺贝尔化学奖授予美国德州大年夜学奥斯汀分校的 John B。 Goodenough传授,纽约州立大年夜学Binghamton分校的 M。 Stanley Whittingham 传授,和日本旭化成公司化学家 Akira Yoshino,以表扬其在锂电池研究开辟的卓越供献。97岁的二战老兵Goodenough同样成为史上最年长的诺奖得主。

  为甚么是锂电池?为甚么是老爷子?有甚么八卦?请看知社前哨报导、独家底蕴、和学界佳誉。

  2019年诺贝尔化学奖得主

  John B Goodenough,美国德州大年夜学奥斯汀分校机械工程系传授,锂电池之父,美国迷信院和工程院两院院士,曾获2001年 Japan Prize,2009年 Fermi Award,2011年美国国度迷信奖章 和2014年Charles Stark Draper Prize。老爷子出身于1922年7月25日,二战老兵,本科卒业于耶鲁大年夜学数学系,芝加哥大年夜学物理博士,杨振宁师长教员的同窗。如今以97岁高龄,依然保持研究任务,寻觅下一个超等电池。

  M。 Stanley Whittingham,纽约州立大年夜学Binghamton 分校化学和材料迷信与工程传授,锂电池研究先驱。1941年出身,本科、硕士和博士均卒业于牛津大年夜学。参加Binghamton之前,经久在石油公司Exxon任务,从事电池研发。

  吉野彰 (Akira Yoshino),1948年生于日本。1972年吉野彰卒业于京都大年夜学大年夜学院工学研究专业。智妙手机和电动汽车应用的锂离子电池的开辟者、旭化成公司研究员,旭化成股分无限公司吉野研究室室长,照样京都大年夜学大年夜学院工学研究专业特命传授。

  为甚么是锂电池?

  为甚么是锂电池得奖?信赖很多人会有如许的疑问。要答复这个成绩,有须要先看看诺贝尔的遗言:The said interest shall be divided into five equal parts, /- - -/ one part to the person who shall have made the most important chemical discovery or improvement 。。。

  也就是说,诺贝尔化学奖应当授予做出最重要化学任务的人。锂电池是如许的一个发明么?请各位抚心自问,一天有若干时间花在手机上、微信上?没有锂电池,这一切很难想象!

  从商务到休闲,从浏览到游戏,老爷子的锂电池让您的移动生活成为能够!

  在走进老爷子的世界之前,让我们先退一步,回想之前六七十年最重要的一些技巧创造和进步。不论您是穆斯林照样基督徒,信奉释迦牟尼照样老庄,您能否留意到,有两样器械如今无所不在,对社会和经济产生巨大年夜的冲击,完全改变了人们的任务和生活?第一个是三极管,贝尔实验室的产品,开辟了电子时代,催生了Intel和Microsoft,促进了信息革命,并且早在1956年就取得诺贝尔奖。第二个就是锂电池!是它给三极管插上了同党,让您的移动生活和任务成为能够。没有它就没有笔记本电脑、智妙手机战争板;没有它就没有苹果的更生、没有三星、没有特斯拉;没有它就没有微信的鼓起、没有知社学术圈,固然也就没有各种各样的自媒体。

  咱终究也和诺贝尔奖密切接触一次啦!如今知道,为甚么要把诺贝尔奖给锂电池了么?那锂电池和Goodenough老爷子,又有甚么渊源呢?

  为甚么给老爷子?

  在走近锂电池的前生后世之前,让我们先八卦一点老师长教员的花絮。陈旧爷子在家排行老二,可以说是出身在书喷鼻家世,老爸是耶鲁传授,兄弟姐妹也都在学术圈混。不幸的是父母关系卑劣,殃及池鱼,12岁就把他送去读寄宿黉舍。是以Goodenough和父母关系异常冷淡,简直历来不提他们。他在中学仿佛也其实不好好读书,不过终究照样去了耶鲁念数学,卒业成就优良。Goodenough的家庭背景和孩童时代生长经历,看起来和知社学术圈前段简介的LIGO之父 Weiss有很大年夜的类似性。

  大年夜学卒业以后Goodenough去当兵,远赴欧洲疆场打第二次世界大年夜战,传言还参加过诺曼底上岸。战后他驻扎在葡萄牙,做陆军上尉。这个时辰荣幸之神敲门,一份电报过去,让他48小时以内回到华盛顿报导。本来当局有一笔没花完的钱,要用来送21名军人去念研究生,一个耶鲁传授推荐了他。因而 Goodenough离开芝加哥大年夜学念物理,固然他本科压根就没有修过迷信课程。那一年他24岁。

  芝加哥大年夜学物理系那个年代高人满座,大年夜师云集,包含费米和泰勒,固然还有随着泰勒念博士的杨振宁。年青的Goodenoguh上课的时辰,一个传授问他, 我真不知道你来干吗!凡是在物理上做出点甚么花样的人,在你这把年纪早就曾经做出来了:

  I don’t understand you veterans。 Don’t you know that anyone who has ever done anything significant in physics has already done it by the time he was your age?

  这话的确是一语成谶:杨老异终年青的时辰就得了诺贝尔,陈旧90多岁了才取得他应得的荣誉,还不是物理的。

  不过Goodenough好歹照样从芝加哥大年夜学物理博士卒业了,以后去了MIT Lincoln实验室,在美国空军赞助下研究防空体系所用到的存储元件。这时候代他发清楚明了磁性资估中所谓的Goodenough-Kanamori准绳,描述原子间自旋的相互感化。到了六七十年代,石油危机激起广泛存眷,Goodenough开端将留意力转向动力存储。可是动力范畴的研究属于美国动力部的范畴,和空军有关,老爷子也碰着了经费成绩。荣幸之神这时候再次敲门,牛津大年夜学要在无机化学偏向找个传授,Goodenough被选中了,固然他只修过两门大年夜学本科化学课。到了牛津,Goodenough因严格而申明远扬。他教的一门物理课第一堂来了165个先生,教室外面风雨不透。比落第二堂的时辰,只回来了8个先生,大年夜家都被他吓跑了。

  回到锂电池的缘起,还得从上个世纪的石油危机说起。在二十世纪初汽车方才出现的时辰,电动汽车其实大年夜行其道,但终究被汽油车所镌汰。到了上世纪70年代,迸发世界动力危机,石油供给缺乏,促使大年夜家开端重新存眷电动车,如许曾经显得很有趣的电池,开端惹起人们的看重。这个时辰 Goodenough方才从麻省理工学院跳槽到牛津,而另外一个锂电池先驱Whittingham则刚从斯坦福去石油巨擘 Exxon任务。

  最后的电动汽车用的是铅酸电池,19世纪中期创造的。1966年,福特汽车公司推出了新型的NaS电池,S做阴极Na做阳极,较铅酸电池轻并且能量密度高。听起来是不错,只是其任务温度高达300摄氏度,而Na在98度就熔化,碰见空气就着火,明显安然很成成绩。虽然如此,福特宣称NaS电池汽车可以跑200英里,充电只须要一个小时,即使明天,这也是有吸引力的。因而当时大年夜伙都涌向电池,研究热度和明天有一拼。

  Whittingham 1968年卒业后在斯坦福做了几年博后,发明锂离子可以在层状材料TiS2可逆的嵌入析出,合适做电池阴极,在室温下就可以任务,重量也轻,惹起了很大年夜的反响。1972年,Exxon 把他挖了之前,用TiS2 和 Li金属做电极,开辟出世界上第一个锂电池,1976年取得专利。这是一个极大年夜的进步,锂电池轻巧并且高能,移动电子出现曙光。不过这个电池极不实用,价格昂贵,也有很大年夜的安然隐患。Exxon 终究放弃了这个项目。

  这个时辰, Goodenough 老师长教员出手了,他预感用金属氧化物做阴极,可以处理TiS2的成绩,并且电压更高,能量密度更大年夜。在牛津,他找了两博士后,搜索合适的金属氧化物,能嵌入析出更多的锂离子而保持构造稳定。1980年,他们找到了奇异的LiCoO2,也是层状的,就是下面这个构造。简直可以肯定,它就在你的手机和电脑里。这一年,老爷子曾经58岁,真可谓大年夜器晚成。固然他在此之前,曾经在磁性材料范畴做出了出色供献。电化学当时对他而言,属于玩票性质。

  Goodenough这项发明,从实验室到贸易市场,照样经过了10余年的时间。1991年,索尼推出了世界第一个商用锂电池,最后是用于相机,渐渐就无所不在了。不过现在谁也没有预感到锂电池有如此大年夜的造化,牛津大年夜学拒绝为此请求专利,想必肠子都悔青了,老爷子在这外面没有捞到半点经济实惠。

  不过Goodenough并没有止步于此。LiCoO2的层状构造使锂离子输运限于二维平面,是以他和他的博士后们欲望寻觅新的电极材料,经过过程锂离子的三维输运,晋升电池倍任性能。1982他们就发清楚明了尖晶石构造的LiMn2O4,较LiCoO2更加安然便宜。1986年,Goodenough回到美国,到德克萨斯大年夜学持续从事电池研究。到了1993年,日本电讯(NTT)将Shigeto Osada送到他的实验室,和他的博士后Akshaya Padhi持续寻觅更好的尖晶石构造电极。这一搜索及其艰苦,Co, Mn, V等一系列元素均不睬想。最后只剩下Fe和P的组合。Goodenough对这一组合的尖晶石构造持困惑立场,而Padhi证明了他的猜想,取得了橄榄树构造的LiFePO4,性能超群!继LiCoO2和LiMn2O4以后,Goodenough研究组发清楚明了第三个明星电极。

  可是,Goodenough不知道的是,Osada曾经偷偷把这一成果向NTT报告请示,而NTT则敏捷开端推动任务,并在1995年11月静静地请求了专利。比及1996年Goodenough得知这一消息的时辰,异常末路怒:他是一个特务,老爷子对Padhi吼道,赶忙把你所做的实验都记录上去!随后德克萨斯大年夜学将NTT告上了法庭,价值5亿美金。如许的实验记录对厥后的专利大年夜战相当重要。

  还嫌不敷乱,麻省理工学院材料系的华人传授Yet-Ming Chiang也参加战局,请求了本身的专利,并创办了电池公司A123,生长基于LiFePO4的动力电池。知识产权的三国大年夜战出色纷呈,到2008年,A123成功游说欧洲法庭撤消了Goodenough的专利,LiFePO4技巧一会儿变得对一切人都收费。比亚迪推出了LiFePO4的电动汽车,更吸引了Warren Buffett花费 2亿3切切美金收买其10%的股分。而A123在2009年上市,融资将近6亿美金。这是Yet-Ming Chiang传授第三个上市公司,MIT的创新才能可见一斑!不过A123在2012年宣布破产!终究,NTT与德州大年夜学庭外和解,向其付出3切切美金和往后发卖的一些利润。

  不过老爷子的任务还没有停止。自他发明LiCoO2,30多年之前了,锂电池驱动的电动汽车照样难以与内燃机车竞争,可再生动力的电池存储也面对巨大年夜的挑衅。这个世界依然须要下一个超等电池处理这些成绩,而Goodenough认为他还有下一个好的主意,“我要在洗心革面之前处理这些成绩。我只要92岁,还有一些时间。”

  I want to solve the problem before I throw my chips in。 I’m only 92。 I still have time to go。

  假设拜访德州奥斯汀,在美丽的德克萨斯大年夜黉舍园,你或许会荣幸地碰见这个老人。他97岁了,每天都还来大年夜学下班,不是猫在本身小办公室里捣鼓,就是呆在实验室里和那些比他重孙辈还小的博士后们评论辩论。这,就是一名97岁老人的传怪杰生。让我们热烈祝贺老爷子荣获诺贝尔奖,并祝陈旧爷子和杨老一样芳华永驻!

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