10月9日消息,瑞典皇家科學院今天宣布,將在2019年諾貝爾化學獎授予德州大學奧斯汀分校教授JohnB。Goodenough,紐約州立大學賓漢姆頓分校教授M。Stanley Whittingham,以及日本名城大學教授吉野彰,以表彰他們“在發明鋰電池過程中做出的貢獻”。
他們創造了一個可充電的世界
2019年度諾貝爾化學獎獎勵鋰電池的發明。這種輕巧,可充電且性能強勁的電池今天早已進入尋常百姓家,被每一部手機,筆記本和其他電子設備所使用。太陽能和風能,從而讓建造一個零化石燃料使用的社會成為可能。
鋰電池的全球範圍內被廣泛用於便攜式電子設備提供電力,方面我們通訊,工作,開展研究,聽音樂,或者檢索知識。同時它也被廣泛用作可再生能源,如太陽能和風能的存儲。
鋰離子電池已經徹底改變了我們的生活,並被用於從手機到筆記本電腦和電動汽車的所有領域。通過他們的工作,今年的化學獲獎者能夠克服無線,無化石燃料社會的基礎。
當時,史丹利·惠廷漢姆(Stanley Whittingham)正致力於開發一種可以利用石油燃料的能源技術。他開始對超導體材料進行研究,並很快發現了一種極端這是使用二硫化鈦製備的,在分子層面上,其內部空隙可以容納鋰離子。
電池的正極部分由金屬鋰製成。鋰有很強的釋放電子的驅動力。由此形成了一個具有巨大電勢的電池,剛剛超過2伏特。然而,金屬鋰是活性的,電池爆炸的風險太大,在商業上並不可行。
John Goodenough預測,如果使用一種金屬氧化物而不是金屬硫化物來製造陰極,那麼電池將具有更高的電勢。經過系統的研究,在1980年,他證明了嵌入鋰離子的氧化鈷可以產生高達4伏特的電壓。這是一個重要的突破,將帶來更強大的電池。
20世紀70年代初,斯坦利·惠廷漢姆(Stanley Whittingham,今年的化學獎得主)開發出第一塊可工作的鋰電池時,他利用鋰的巨大動力釋放其外部電子。
以Goodenough的滷素為基礎,吉野彰在1985年發明了第一個商業上可行的鋰離子電池。他沒有在陽極使用活性鋰,而是使用石油焦,這是一種碳材料,像陰極的鈷氧化物一樣,可以插入鋰離子。
因此,研究者獲得了一種重量輕且耐用的電池,在性能崩潰之前可以充電幾十次。鋰離子電池的優點是,它們不是基於分解電極的化學反應,而是基於鋰離子在極性和極性上的變化。之間來回流動。
自1991年首次投入市場以來,鋰離子電池已經徹底改變了我們的生活。它們為無線通訊和建立無化石燃料社會替代了基礎,為人類帶來了巨大的利益。