科普：创造可充电的绿色新世界解读2019年诺贝尔化学奖成果

小电池大浸染，这个推动人类社会提高的发明终于得到诺贝尔奖的认可。
瑞典皇家科学院9日宣告，将2019年诺贝尔化学奖付与来自美国的科学家约翰古迪纳夫、斯坦利惠廷厄姆和日本科学家吉野彰，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。

本届诺贝尔化学奖花落锂离子电池可谓众望所归。
早在20世纪70、80年代，三位获奖研究者就确立了当代锂离子电池的基本框架，20世纪90年代起，锂离子电池开始大规模进入市场，如今已险些无处不在。

锂离子电池紧张由阴极、阳极、电解液、隔膜、外电路等部分组成，依赖锂离子在阴阳极之间的移动产生电流。
电池阴阳极材料的选择对付能效和安全性至关主要。
目前最普遍的可充电锂离子电池，利用钴酸锂材料为阴极，碳材料为阳极，具有能量密度高、循环寿命长、安全可靠等优点。

20世纪70年代的石油危急催生了对新能源储能的需求，也推动了电池研发，为未来锂离子电池打下根本。
当时正致力于超导体研发的惠廷厄姆创新地利用二硫化钛作为阴极材料存储锂离子，以金属锂作为部分阳极材料，制成了首个新型电池。
但由于金属锂化学特性过于活泼，这种电池具有易爆炸的潜在危险。

这时，正如其名的意译“足够好”（Goodenough）一样，古迪纳夫贡献了“足够好”的新灵感。
这位创造了诺奖得到者高龄新记录的老人曾作为航空气候兵参加二战，战后又赴美国芝加哥大学深造获物理学博士学位。
他在1980年创造，用钴酸锂作为阴极材料，比之前的二硫化钛更适宜存储锂离子。
目前，97岁的古迪纳夫仍在致力于电池研发。

在远隔重洋的日本，吉野彰研发的阳极材料和古迪纳夫的阴极材料形成“天作之合”。
吉野彰创造，石油焦炭可作为更好的阳极，但因找不到得当的阴极材料而苦恼。
直到他读到古迪纳夫的论文，才愉快地说“他的创造给了我所须要的统统”。
至此，以钴酸锂为阴极，以碳材料为阳极的锂离子电池出身了。

1991年，两人互助发明的锂离子电池正式上市发卖，它轻巧耐用、安全可靠，在性能低落前可充放电数百次。

当获奖后接管采访回答研究初衷时，吉野彰说自己完备是“好奇心使令”，研究是一个漫长的过程，“我只不过是嗅出了潮流发展的方向，你可以说我的嗅觉很好”。

诺贝尔委员会成员奥洛夫拉姆斯特伦评价获奖成果时说：“这一神奇电池所带来的巨大的、惊人的社会影响有目共睹。
”诺贝尔委员会还说，获奖研究有助于我们从由化石燃料驱动的生活办法转向由电能驱动的生活办法，对付应对景象变革也至关主要。

值得一提的是，本次诺贝尔化学奖颁给锂离子电池研究，再度印证了诺贝尔奖对跨学科研究的日益重视。
诺贝尔委员会在颁奖现场接管新华社提问时说，未来可能更多的新创造来自于多学科的研究互助，我们看到了化学和生物、物理相结合，可能还会有科学与工程、设计的结合。

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