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2019諾貝爾化學獎 |“創造瞭可充電的世界”

發(fā)布時間(jiān):2019-10-12 16:17:04

北京時間 10 月 9 日下午 5 點 50 分左右,瑞典皇家科學院宣布,将2019年諾貝(bèi)爾化學獎授予約翰·B·古迪納夫(John B. Goodenough)、M·斯坦利·威廷漢(M. StanleyWhittingham )、吉野彰(Akira Yoshino)。獲獎原因爲:“他們創造瞭(le)一個可充電的世界”。

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諾獎官網表示,“它們奠定瞭(le)無線、無化石燃料社會的基礎(chǔ),極大地推動瞭(le)人類的發展。”

自從1991年首次進入市場以來,锂離子電池就徹底改變(biàn)瞭(le)我們的生活。

當前,锂離子電池在全球範圍内用於(yú)爲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。锂電池還促進瞭(le)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於(yú)從手機到筆記本電腦和電動車的所有産品。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爲可能。

爲解決能源危機而生的“锂電(diàn)池儲(chǔ)能”!

據諾貝爾獎官網介紹,锂離子電池的基礎是在1970年代的石油危機期間奠定的。Stanley Whittingham緻力於開發可能導緻無化石燃料的能源技術的方法。他開始研究超導體,並(bìng)發現瞭(le)一種能量非常豐富的材料,他将其用於在锂電池中創建創新的陰極 。它是由二硫化钛制成的,該二硫化钛在分子水平上具有可以容納(嵌入)锂離子的空間。電池的陽極部分由金屬锂制成,金屬锂具有強烈的釋放電子的動力。這産生瞭(le)一個電池,實際上具有很大的潛力,剛好超過2伏。但是,金屬锂具有反應性,電池爆炸性太大,無法使用。

John Goodenough預測(cè),如果使用金屬氧化物而不是金屬硫化物制成陰極,則陰極将具有更大的潛力。經過系統的搜索,他在1980年證明瞭(le)嵌入瞭(le)锂離子的氧化钴可以産生多達4伏的電壓。這是一項重要的突破,将帶來更強大的電池。

吉野彰(Akira Yoshino)以Goodenough的陰極爲基礎,於(yú)1985年創建瞭(le)首個商業上可行的锂離子電池。他沒有在陽極中使用反應性锂,而是使用瞭(le)石油焦炭,這種碳材料像陰極的氧化钴一樣可以嵌入锂離子中。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。锂離子電池的優點在於(yú),它們不是基於(yú)分解電極的化學反應,而是基於(yú)锂離子在陽極和陰極之間來回流動。

儲能電池此次獲諾貝(bèi)爾獎,是否預示著(zhe)未來儲能電池将在人類能源供應中将發揮越來越重要的作用?

或許,在不久的将來,“儲(chǔ)能電池”+“可再生能源”一起将人類帶(dài)入無化石燃料社會!
 
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