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2019年諾貝爾化學獎揭曉,這三位科學家因發明“鋰電池”獲獎
發布:lee_9124   時間:2019/10/10 2:20:24   閱讀:271 
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2019年諾貝爾化學獎剛剛揭曉。瑞典皇家科學院宣布,授John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham和Akira Yoshino三位科學家2019年諾貝爾化學獎。瑞典皇家科學院表示,這對他們在鋰離子電池方面做出的貢獻進行表彰。
 

獲獎原因為:“他們創造了一個可充電的世界”。

當前,鋰離子電池在全球范圍內用于為便攜式電子設備供電,我們使用這些便攜式電子設備進行通訊,工作,學習,聽音樂和尋找知識。鋰電池還促進了遠程電動汽車的開發以及來自可再生能源(例如太陽能和風能)的能量存儲。現在,這種輕巧,可充電且功能強大的電池已用于從手機到筆記本電腦和電動車的所有產品。它還可以存儲來自太陽能和風能的大量能量,從而使無化石燃料社會成為可能。

三位科學家是如何共同“發明”鋰電池的?

據諾貝爾獎官網介紹,鋰離子電池的基礎是在1970年代的石油?;詡淶於ǖ?。Stanley Whittingham致力于開發可能導致無化石燃料的能源技術的方法。他開始研究超導體,并發現了一種能量非常豐富的材料,他將其用于在鋰電池中創建創新的陰極。它是由二硫化鈦制成的,該二硫化鈦在分子水平上具有可以容納(嵌入)鋰離子的空間。電池的陽極部分由金屬鋰制成,金屬鋰具有強烈的釋放電子的動力。這產生了一個電池,實際上具有很大的潛力,剛好超過2伏。但是,金屬鋰具有反應性,電池爆炸性太大,無法使用。

John Goodenough預測,如果使用金屬氧化物而不是金屬硫化物制成陰極,則陰極將具有更大的潛力。經過系統的搜索,他在1980年證明了嵌入了鋰離子的氧化鈷可以產生多達4伏的電壓。這是一項重要的突破,將帶來更強大的電池。

吉野彰(Akira Yoshino)以Goodenough的陰極為基礎,于1985年創建了首個商業上可行的鋰離子電池。他沒有在陽極中使用反應性鋰,而是使用了石油焦炭,這種碳材料像陰極的氧化鈷一樣可以嵌入鋰離子中。 結果是重量輕,堅固耐用的電池,在其性能下降之前可以充電數百次。鋰離子電池的優點在于,它們不是基于分解電極的化學反應,而是基于鋰離子在陽極和陰極之間來回流動。

總之,自從1991年首次進入市場以來,鋰離子電池就徹底改變了我們的生活。諾獎官網表示,“它們奠定了無線、無化石燃料社會的基礎,極大地推動了人類的發展。”

神奇的諾貝爾化學獎:有人屢受眷顧,有人抱憾錯失

諾貝爾獎的創立者瑞典人阿爾弗雷德·諾貝爾本人就是一名化學家,曾發明硝化甘油炸藥。按照他的遺囑,諾貝爾化學獎旨在頒給化學方面有重要發現和取得重大成果的人。

自1901年以來,諾貝爾化學獎共頒發了110次。因受二戰影響和秉著“寧缺毋濫”的原則,化學獎有8年沒有頒發。截至2018年,共有180人獲得諾貝爾化學獎。

從以往諾貝爾化學獎得主的名單可以看出,不少獲獎者的獲獎成就并非出自傳統的化學研究,而是涉及生物學、物理學等多重學科,因此諾貝爾化學獎也被調侃為“理科綜合獎”。如,1908年,英國物理學家盧瑟福因“對元素蛻變以及放射化學的研究”,榮獲諾貝爾化學獎。

不少科學家一直渴望以自己的科研成果獲得諾貝爾獎殊榮,但很多人一生都沒有等到這種機會,比如指出元素周期表的俄國化學家門捷列夫。

1869年,門捷列夫制定出元素周期表,它是宇宙的基本規律之一,也為人類認識自然提供了一把刻度精準的尺子。1906年,門捷列夫獲得諾貝爾化學獎提名。但由于一部分評委認為“難以評價元素周期表在理論上由誰發現”,門捷列夫以一票之差,輸給了制備出單質氟的法國化學家莫瓦桑。第二年,門捷列夫就因病逝世了。

相比于門捷列夫的遺憾,命運似乎格外眷顧居里夫人。她不僅兩度摘得桂冠,其家人也多次登上諾獎的領獎臺。1903年,居里夫婦因對放射性的研究,共同獲得諾貝爾物理學獎。8年后,她再把化學獎收入囊中,由此成為世界上第一個兩獲諾貝爾獎的科學家。居里家族的“夫妻檔”不止有一對。1935年,居里夫人的長女伊雷娜和丈夫因合成新的放射性核素,共同獲得了諾貝爾化學獎。

不少諾貝爾化學獎成果已惠及你我生活

諾貝爾化學獎雖然看上去“高大上”,但其研究成果并不“高冷”。百余年來,不少諾獎成果已經惠及你我生活。

每到夜晚,五顏六色的霓虹燈就會點亮城市。霓虹燈是靠充入玻璃管內的低壓惰性氣體,在高壓電場下冷陰極輝光放電而發光。1904年,拉姆賽因發現6種惰性氣體,并確定它們在元素周期表中的位置獲得諾貝爾化學獎。

我們都熟悉,心臟、大腦、骨骼……這些都可以通過核磁共振成像觀察到細節,從而可以幫助醫生做出診斷。恩斯特因在核磁共振成像方面的巨大貢獻,獲得了1991年的諾貝爾化學獎。

DNA(脫氧核糖核酸)早已是個熱詞,它可組成遺傳指令,記錄包括人類在內所有動物最神秘的“密碼”。三位科學家因發現DNA的雙螺旋結構,獲得了2009年諾貝爾化學獎。如今,基因治療、基因育種已經在許多領域得到應用。

1995年諾貝爾化學獎授予保羅·克拉茲、馬里奧·莫林和舍伍德·羅蘭,表彰他們在平流層臭氧化學研究領域所做出的貢獻,特別是提出了平流層臭氧受人類活動的影響問題。他們的研究引起了世界各國對臭氧層的關注,促使國際上對?;こ粞醪鬮侍餳笆輩扇×艘恢碌男卸?。減少氟排放成為共識。如今我們生活中使用的冰箱很多就已經是無氟冰箱。
 

來源:北晚新視覺網
 
 
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