2019诺贝尔化学奖揭晓:锂电池彻底改变了我们的生活

今日新闻头条  点击:   2019-10-11

北京时间 10 月 9 日下午 5 点 50 分左右,2019 诺贝尔化学奖评选结果揭晓——诺贝尔委员会宣布,德州大学奥斯汀分校教授John B. Goodenough,纽约州立大学宾汉姆顿分校教授M. Stanley Whittingham,以及日本名城大学教授吉野彰共同获得此奖,以表彰他们在电池领域的重要创新。

 

1.jpg

 

他们创造了一个可充电的世界

 

据诺贝尔化学奖评选委员会介绍,轻巧、可充电且能量强大的锂离子电池已在全球范围内被应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等各种产品,并可以储存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。

 

2.jpg

 

锂离子电池已经彻底改变了我们的生活,并被用于从手机到笔记本电脑和电动汽车的所有领域。通过他们的工作,今年的化学获奖者奠定了无线、无化石燃料社会的基础。

值得一提的是,三位科学家均已70岁以上。其中,1922年出生、现任教于美国得克萨斯大学奥斯汀校区的John B. Goodenough已97岁,打破了诺贝尔奖获得者的最大年龄纪录。三人中年龄最小的日本吉野彰今年也已71岁。

吉野彰在发布会的电话连线中说,“好奇心是驱使我开展研究的动力”,气候变化是当今非常严峻的挑战,锂离子电池能为解决这一问题提供很大帮助。

锂电池的研发基础在1970年代的石油危机期间被构建起来。当时,Stanley Whittingham正致力于研制一种可以摆脱石油燃料的能源技术。他开始对超导体材料进行研究,并很快发现了一种极端富能的材料,利用这种材料,他将这种材料创造性的用于制作锂电池的阴极。这是使用二硫化钛制作的,在分子层面上,其内部空隙可以容纳锂离子。

电池的正极部分由金属锂制成。锂有很强的释放电子的驱动力。这就形成了一个具有巨大电势的电池,刚刚超过2伏特。然而,金属锂是活性的,电池爆炸的风险太大,在商业上并不可行。

John Goodenough预测,如果用一种金属氧化物而不是金属硫化物来制造阴极,那么电池将具有更大的电势。经过系统的研究,在1980年,他证明了嵌入锂离子的氧化钴可以产生高达4伏特的电压。这是一个重要的突破,将带来更强大的电池。

 

3.jpg

 

20世纪70年代初,斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham,今年的化学奖得主)开发出第一块可工作的锂电池时,他利用锂的巨大动力释放其外部电子。

以Goodenough的阴极为基础,吉野彰在1985年发明了第一个商业上可行的锂离子电池。他没有在阳极使用活性锂,而是使用石油焦,这是一种碳材料,像阴极的钴氧化物一样,可以插入锂离子。

于是,研究者获得了一种重量轻且耐用的电池,在性能衰竭之前可以充电数百次。锂离子电池的优点是,它们不是基于分解电极的化学反应,而是基于锂离子在正极和负极之间来回流动。

自1991年首次投入市场以来,锂离子电池已经彻底改变了我们的生活。它们为无线通讯和建立无化石燃料社会奠定了基础,为人类带来了巨大的利益。

 

不少诺贝尔化学奖成果已惠及你我生活

 

诺贝尔化学奖虽然看上去“高大上”,但其研究成果并不“高冷”。百余年来,不少诺奖成果已经惠及你我生活。

每到夜晚,五颜六色的霓虹灯就会点亮城市。霓虹灯是靠充入玻璃管内的低压惰性气体,在高压电场下冷阴极辉光放电而发光。1904年,拉姆赛因发现6种惰性气体,并确定它们在元素周期表中的位置获得诺贝尔化学奖。

我们都熟悉,心脏、大脑、骨骼……这些都可以通过核磁共振成像观察到细节,从而可以帮助医生做出诊断。恩斯特因在核磁共振成像方面的巨大贡献,获得了1991年的诺贝尔化学奖。

DNA(脱氧核糖核酸)早已是个热词,它可组成遗传指令,记录包括人类在内所有动物最神秘的“密码”。三位科学家因发现DNA的双螺旋结构,获得了2009年诺贝尔化学奖。如今,基因治疗、基因育种已经在许多领域得到应用。

1995年诺贝尔化学奖授予保罗·克拉兹、马里奥·莫林和舍伍德·罗兰,表彰他们在平流层臭氧化学研究领域所做出的贡献,特别是提出了平流层臭氧受人类活动的影响问题。他们的研究引起了世界各国对臭氧层的关注,促使国际上对保护臭氧层问题及时采取了一致的行动。减少氟排放成为共识。如今我们生活中使用的冰箱很多就已经是无氟冰箱。

煎荷包蛋时为什么不会粘锅?雨衣为什么能防水?光合作用是如何产生……这些问题都能在化学奖得主的研究成果中找到答案,科学家的发现,让人们对世界的看法有了根本改变。

来源:新浪科技、北京日报、新华社


本文来源:http://m.jd27.com/xinwen/187916/

Tags:诺贝尔化学奖

相关文章
推荐内容
上一篇:最高龄诺贝尔奖获得者现身!2019年诺贝尔化学奖揭晓
下一篇:《魔兽世界怀旧服》防御水晶任务 全流程攻略
2019诺贝尔化学奖揭晓:锂电池彻底改变了我们的生活
Copyright 经典文章网-短篇文章阅读网,经典语录,经典短句,经典台词,经典散文诗歌精选,今日最新新闻头条 版权所有 All Rights Reserved