2019諾貝爾化學獎》97歲史上最高齡得主誕生!美、日、英「鋰離子電池之父」順利摘下桂冠

2019-10-09 18:04

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2019年諾貝爾化學獎得主,由左至右分別為古迪納夫、惠廷安與吉野彰。(取自@NobelPrize/Twitter)

2019年諾貝爾化學獎得主,由左至右分別為古迪納夫、惠廷安與吉野彰。(取自@NobelPrize/Twitter)

2019年諾貝爾化學獎得主今(9)日揭曉,由有「鋰離子電池之父」之稱的美國學者古迪納夫、英國學者惠廷安與日本學者吉野彰摘下桂冠,3位科學家的得獎原因是「對鋰離子電池發展」的貢獻。

諾獎委員會形容「他們研發出全世界威力最強大的電池」,鋰離子電池為人們的生活帶來天翻地覆的改變,奠定了未來實現「無線、無燃料」社會的基礎,「創造出可充電的社會」,對全人類貢獻良多。

2019諾貝爾化學獎有「鋰電池之父」之稱的美國學者古迪納夫(John B. Goodenough)、英國學者惠廷安(M. Stanley Whittingham)與日本學者吉野彰(Yoshino Akira)摘下桂冠(AP)
2019諾貝爾化學獎,美國學者古迪納夫(John B. Goodenough)、英國學者惠廷安(M. Stanley Whittingham)與日本學者吉野彰(Yoshino Akira)摘下桂冠(AP)

現年97歲的古迪納夫(John B. Goodenough)是美國德州大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)機械工程系教授,如今成為史上最高齡的諾貝爾獎得主。71歲的吉野彰(Yoshino Akira)是日本化學公司旭化成的研究員,曾獲日本政府頒發紫綬褒章。來自英國的惠廷安(M. Stanley Whittingham)則任教於紐約州立大學賓罕頓分校(Binghamton University),三人將平分900萬瑞典克朗(約合新台幣2830萬元)獎金。

3人接力開發鋰離子電池 改變人類生活面貌

2019年諾貝爾化學獎(@NobelPrize/Twitter)
2019年諾貝爾化學獎,三位化學家因發展鋰離子電池的貢獻獲獎(@NobelPrize/Twitter)

鋰離子電池(Lithium-ion battery)是可攜式電子設備中,可充電電池最普遍的類型之一,常與一次性使用的鋰電池(Lithium battery)混淆。鋰離子電池可反覆充電、應用面向廣範。除了商用以外,鋰離子電池還可用於軍事,純電動汽車和航空航天領域,電動車的開發及可再生能源(太陽能、風電)的儲存也都要仰賴鋰離子電池。

諾貝爾獎委員會指出,在1970年代石油危機期間,惠廷安就致力開發最終能擺脫化石燃料的能源技術,開發出二硫化鈦(titanium disulphide)製成、能夠「嵌入」(intercalate)離子的超導體,作為電池的陰極,並使用鋰作為電池陽極,利用鋰的強大動力釋放電子,讓電子在陰陽極間流動。雖然因鋰的活性太大、易爆炸而無法使用,但仍開發出首個具功能的鋰離子電池,為往後鋰離子電池的發展奠定基礎。

2019年諾貝爾化學獎得主之一,英國學者惠廷安(M. Stanley Whittingham),以發明鋰離子電池的貢獻獲獎。(AP)
2019年諾貝爾化學獎得主之一,英國學者惠廷安(M. Stanley Whittingham),以發明鋰離子電池的貢獻獲獎。(AP)

承繼惠廷安的研究,古迪納夫1980年與日本學者水島公一等人,突破性發明了鋰離子電池的陰極材質鈷酸鋰(LiCoO2),讓電池可產生高達4伏特的電壓,是惠廷安鋰離子電池的兩倍,為現代鋰離子電池做出了先驅性和領先性的貢獻。1985年,吉野彰則在古迪納夫的基礎上,使用石油焦(petroleum coke)取代金屬鋰作為陽極,創造出更安全、在商業上可行的鋰離子電池。

2019年諾貝爾化學獎得主之一,吉野彰,以發明鋰離子電池的貢獻獲獎。(AP)
2019年諾貝爾化學獎得主之一,吉野彰,以發明鋰離子電池的貢獻獲獎。(AP)

吉野彰被視為現代鋰離子電池(可充電含鋰鹼性鋰離子電池,LIB)的發明者,讓鋰離子電池更穩定、壽命更長、體積更輕巧。隨著索尼(Sony)在1991年製造出了世界上第一款商用鋰離子電池,從此開啟了行動電子設備的革命,手機、照相機、手持攝影機乃至電動汽車等領域,陸續步入可攜式新能源的時代。吉野彰在記者會現場接受電訪時則表示:「好奇心是我主要的(研究)動力。」

2019年諾貝爾化學獎得主之一,吉野彰,以發明鋰離子電池的貢獻獲獎。(AP)
2019年諾貝爾化學獎得主之一,吉野彰,以發明鋰離子電池的貢獻獲獎。(AP)

年逾九旬的古迪納夫仍醉心於電池研究,團隊後來還發明了錳酸鋰(Li2MnO4)、磷酸鐵鋰(LiFePO4),2017年,時年94歲的古迪納夫更以高齡打造出「全固態」(all-solid-state)鋰離子電池,致力打造出體積更小、容積更大、更穩定的鋰離子電池,也讓他榮獲美國國家科學獎章( National Medal of Science)肯定。

高齡97歲的「鋰電池之父」古迪納夫(AP)
高齡97歲的「鋰電池之父」古迪納夫(AP)

諾貝爾化學獎知多少

截至2018年為止,諾貝爾化學獎已頒發110次,共有180人獲獎,不過女性得主百年來僅有5人。去年由美國科學家阿諾德(Frances H. Arnold)、史密斯(George P. Smith)及英國科學家溫特(Sir Gregory P. Winter)3人共獲殊榮,諾貝爾獎委員會讚譽這3人「駕馭演化的力量來造福人類」,從製造生質燃料、對抗自體免疫疾病到治療癌症,都做出巨大貢獻。

丹·謝赫特曼(Dan Shechtman)的諾貝爾化學獎證書。(The Nobel Prize)
丹·謝赫特曼(Dan Shechtman)的諾貝爾化學獎證書。(The Nobel Prize)

在歷屆諾貝爾化學獎得主中,瑪麗.居禮(Marie Curie,又稱居禮夫人)發明了可用於治療腫瘤的分離放射線技術,同時發現發現釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素,使她在1903年與丈夫共同拿下物理獎後,1911年又獲頒化學獎。

23年後,她的長女伊函(Irène Joliot-Curie)承繼母親的研究,以人造放射性同位素研究與夫婿共同拿下化學獎。在一個家庭中有2對夫婦獲頒諾貝爾獎,其中一人還連續獲獎2次,讓居禮一家成為拿下最多諾貝爾獎的家庭,共獲3座諾貝爾化學獎。

瑪麗.居禮和伊雷娜.居禮是唯一一對諾貝爾得主母女檔。(Wikipedia/CC BY 4.0)
瑪麗.居禮和女兒伊函是唯一一對諾貝爾得主母女檔。(Wikipedia/CC BY 4.0)

2019諾貝爾獎得主與公布時程(台灣時間)

生理學或醫學獎──賽門札(Gregg L. Semenza)、凱林(William Kaelin Jr.)、拉特克利夫(Sir Peter J. Ratcliffe)

物理學獎──皮博斯(James Peebles)、麥耶(Michel Mayor)、奎洛茲(Didier Queloz)

化學獎──古迪納夫(John B. Goodenough)、惠廷安(M. Stanley Whittingham)、吉野彰(Yoshino Akira)

文學獎──10月10日下午7時

和平獎──10月11日下午5時

經濟學獎──10月14日下午5時45分

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