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大器晚成“够好先生”:曾遭导师劝退,陪跑多年97岁获诺奖

日期:2019-11-08 10:07:38 人气: 3815
南京证券10月9日晚间,南京证券股份有限公司 发布公告称,分别收到上交所和深交所下发的《纪律处分意向书》,被暂停股票质押式回购交易权限3个月。根据《股票质押式回购交易及登记结算业务办法》第十条、《上海

“我很高兴我活得够久了!”当被告知他是迄今为止最老的诺贝尔奖获得者时,这位97岁的美国固体物理学家约翰·古德足够这么说。他说他将再工作5年,102岁退休!

当地时间10月9日,瑞典皇家科学院宣布将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德托(John Goodenough)、斯坦利·惠廷翰(Stanley Whittingham)和阿基拉·吉野(akira yoshino),以表彰他们在锂离子电池领域的贡献。

在一段视频中,古德托拄着拐杖笑着说,“这真是一个惊喜!我只能说今天是多么不同寻常的一天。我很高兴获得诺贝尔奖,也很荣幸。”

约翰·古德托在办公室。

古德托生于1922年,目前是奥斯汀得克萨斯大学的机械工程和材料科学教授。只要有时间,他仍然去实验室。他被称为“锂电池之父”,是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的发明者。

他获得了2009年费米奖和皇家化学学会颁发的以他命名的“约翰·b·古德托”奖。2013年,他获得了奥巴马亲自颁发的国家科学奖。

作为锂电池领域的杰出贡献者,古德托每年都被列入“预测奖名单”,但每年都会错过——直到今年。他曾经说过有些人像海龟。他们走得很慢,找不到路,但是他们可以继续往下爬。

值得一提的是,古德伊尔也是迄今为止获得诺贝尔奖的最老科学家。在此之前,该记录由亚瑟·阿什·金(arthur ashe King)保持,他在96岁时获得了2018年诺贝尔物理学奖。物理学家杨振宁也出生于1922年,62年前获得诺贝尔物理学奖。

锂离子电池做出了巨大的贡献,但它已经获得了多年的诺贝尔奖。

目前,最常见的锂电池具有由钴酸锂制成的正极和由碳制成的负极。这种重量轻、可充电的高能量密度电池已经广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车等设备中。它还可以储存大量太阳能和风能,这使得一个没有化石燃料的社会成为可能。

在锂电池发明之前,最初可充电电池的电极含有固体物质,当它们与电解质反应时会分解,从而破坏电池。锂离子电池的基础是在20世纪70年代的石油危机中建立起来的。英国化学家斯坦利·威廷汉姆(Stanley Wittingham)起草了锂电池的初步设计,使用硫化钛作为正极材料,锂金属作为负极材料来制造可充电电池。

然而,电池的电化学反应使其容易爆炸,并在反复充放电过程中逐渐衰减。古德诺认为他可以设计出一种没有上述缺陷的更有效的锂电池。基于避免在电极中使用金属锰的想法,古德和团队开始寻找金属氧化物中的替代材料。

约翰·古德托的电池

经过四年的实验,古德托在1980年研制出钴酸锂,这是锂离子充电电池的首选正极材料,比锂金属更温和,可以提高电池的储存容量。两年后,另一种更稳定、更便宜的材料锰酸锂在古德托实验室被发现。

基于古德托的研究,日本化学家吉野·阿基拉在1985年开发了第一个使用钴酸锂阴极和碳阳极的商用锂离子电池组件。这种电池的功能不是基于任何有害的化学反应,而是允许锂离子在电极之间来回流动,从而延长电池寿命。

1991年,索尼率先将其真正商业化。因此,锂电池的研究成为一个热门话题。世界各地的实验室已经开始探索体积更小、能量密度更高的锂电池结构。在此之前,没有人预计这项研究会有如此巨大的商业市场。

1997年,Goodtoy和他的团队开发了另一种更稳定、更安全的正极材料磷酸铁锂,这是目前用于电动汽车、电动公交车、电动船舶、大型储能、通信基站、数据中心等电池的主流材料。

值得一提的是,尽管行业分析师预测,目前的锂电池市场价值至少为350亿美元,但作为开发商,固特异几乎没有从中受益。牛津大学没有申请古德伊尔电池技术的专利。为了将这项技术推向市场,他最终将专利转让给了牛津大学附近的政府实验室——英国原子能研究机构(aere harwell)。

但是古德托自己并不在乎。他曾在一次采访中说,他经常被问到“当你这么做的时候,你能期待什么结果吗?”,他的回答是“当然不是,我只知道这是我应该做的事”。

凭借其在锂电池领域的杰出贡献,古德伊尔已经成为诺贝尔化学奖的热门候选人。他每年都被列入“预测赢家名单”。许多人认为他应该获得化学方面的最高荣誉。和他一起跑步多年后,他终于实现了今年的愿望。

从军队回来学习后,他被敦促辞职,47岁时第一次接触电化学。

古德托1922年出生于德国耶拿,成长为康涅狄格州纽黑文市市长。他的父亲是耶鲁大学的宗教历史学家,他哥哥比他大三岁,后来是宾夕法尼亚大学的人类学家。虽然这个家庭很富裕,但父母之间的关系并不和谐。根据他的话,这甚至是“一场灾难”。这种摩擦已经演变成对孩子的冷漠。古德曾回忆说,他童年唯一的玩伴是一只名叫麦克的狗。

12岁时,他被送到马萨诸塞州的一所私立寄宿学校,从那以后,他的父母就没什么消息了。由于严重的阅读障碍,古德伊尔的研究一开始并不顺利。他曾经提到,“我阅读有困难,但我最终学会了自己阅读和写作。”

年轻的约翰·古德

1940年,古德沃勒被耶鲁大学录取。但是因为他和家人关系不好,他父亲只给他35美元,而耶鲁大学的学费是每年900美元。因此,他利用奖学金和辅导富家子弟来支付学费,从未向家人索要更多的钱。大学期间,他先学习古典文学,然后学习哲学。为了获得学分,他又选修了两门化学课程。后来,一位数学教授认为他很有天赋,考虑到他在阅读上的困难,他转而学习数学,并以优异的成绩从耶鲁大学数学系毕业。

第二次世界大战爆发后,古德托加入了美国空军,被派去收集太平洋一个岛屿的气象数据。在此期间,他阅读了阿尔弗雷德·诺斯·怀特海的开创性著作《科学与现代世界》,该书分析了科学发现对不同历史时期的影响。古德在自传中写道,“我只是认为我应该做的是科学。虽然我还没有一个明确的计划,但我知道如果有机会,我会学习物理。”

战争结束后不久,这个机会就来了。1946年,古德伊尔通过电报被召回华盛顿。当时,联邦基金可以帮助一群退伍军人参加芝加哥大学的自然科学研究生课程。一位耶鲁数学教授在名单上填上了古德的名字,他得以进入芝加哥大学学习物理。

对古德来说,参军几年后重返学校是一个挑战,尤其是学习一门新学科。当他进入学校时,注册官敦促他退学,并说,“我不明白你们这些老兵。难道你不知道那些在物理方面取得巨大成就的人在你这个年纪已经取得了成就吗?你现在还想开始吗?”

然而,古德伊尔并没有气馁。他在物理领域的丹尼尔·克拉伦斯·齐纳(Daniel Clarence Zener)的指导下研究固态物理。他分别于1951年和1952年获得芝加哥大学物理学硕士和博士学位。他曾经提到泽纳在第一次会议上告诉他,“现在你有两个问题。第一个问题是找到一个问题,第二个问题是解决它。”现在看来,古德足够做到了这两点。

毕业后,古德托被推荐到麻省理工学院林肯实验室,从1952年到1976年进行固体磁学研究。在那里,他发现了材料中磁体交换的规律,这为数字计算机随机存取存储器(ram)的发展奠定了基础。古德托提到,他受邀负责福特在1967年于1969年发明的钠硫电池项目,这也是他第一次接触电池和电化学。

1970年代,美国受到阿拉伯国家实施的石油禁运的影响,能源危机日益严重。古德沃感受到了石油危机的影响,希望为替代能源的发展做出贡献,从而进入能源研究领域。离开麻省理工学院后,他于1976年至1986年加入牛津大学,并兼任无机化学实验室主任。在此期间,他开发了钴酸锂,锂离子二次电池的首选正极材料,从而解决了早期锂电池容易产生枝晶导致爆炸的问题。

因为牛津大学的法定退休年龄是65岁,古德诺在64岁离开牛津大学,加入了奥斯汀的德克萨斯大学。他教授机械工程和材料科学,至今仍在继续他的研究工作。

这位97岁的老人每天都去实验室,专注于固态电池。

值得一提的是,97岁的古德托仍然每天都在做实验。“据我所知,他仍然每天都去实验室。他是一个伟大的人,他对这个领域非常着迷。”诺贝尔化学委员会成员拉姆斯特罗姆说。

约翰·古德托2015年在实验室

他正在开发一种“超级电池”,能够真正与电动汽车和内燃机相媲美,并希望这种电池能够经济地储存风能和太阳能。他的研究方向涉及电池科学领域最困难的问题之一:如何用纯锂或钠制造电池阳极?

2017年2月,Goodtoy宣布了新一代电池技术:一种新的固态电池,其能量密度是目前锂电池的3倍,安全系数更高。他说,他和他的研究团队正准备申请这种新型固态电池的专利,并计划与电池制造商合作开发和测试电动汽车和储能装置的新型电池。

2018年3月,他在《自然》的副刊《自然电子》上发表了一篇文章,回顾了可充电锂离子电池的发明历史,并指出了未来的发展方向。

目前,古德托仍在从事能源研究。去年,他在接受外国媒体采访时说,“我想解决汽车问题。我希望汽车尾气从世界各地的高速公路上消失。我希望我能在死前看到这一天。我已经96岁了,还有时间。”

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