约翰·古迪纳 锂电池之父

作者:李凤成

30岁之前只选修过两门化学课,57岁才转向电池研究,97岁获得诺贝尔化学奖……这位诺贝尔奖得主近日引爆了整个媒体圈。

2019年12月10日,2019年诺贝尔奖颁奖典礼在瑞典举行。化学奖得主之一的约翰·古迪纳夫是最年长的诺贝尔奖获得者。他为现代锂电池做出先驱性贡献,被业界称为“锂电池之父”,即使97岁高龄,他仍然奋斗在科研一线。

文本解读:江苏省盐城大冈中学 李凤成

角度一:生命不息,奋斗不止。约翰·古迪纳夫的科研生涯让世人看到了这位大器晚成的科学家从事科研事业的“韧劲”。生命在他那里似乎永远年轻,他把生命定义成了“奋斗”。在获奖感言中,他说得好:“我们有些人,就像是乌龟,走得慢,一路挣扎,到了而立之年,还找不到出路。但乌龟知道,他必须走下去。”

角度二:人的潜能无法估计。耄耋之年在一般人那里已是皓齿落、白发疏、颐养天年了,然而古迪纳夫的奇迹给出了另一种可能。现在,古迪纳夫依然奋斗在科研一线,他的思维仍然活跃,思想还在突破,业界对这位老前辈依然抱有信心。古迪纳夫生动地演绎了什么叫“老当益壮”。

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最高龄诺奖得主:“足够好”的科研人生是怎样

□朱征

最近,97岁的约翰·古迪纳夫,打破了诺奖有史以来最高龄科学家的这一纪录。

古迪纳夫被人们誉为锂电池之父。2018年诺奖颁奖后,很多人為古迪纳夫鸣不平。记者问他是不是很遗憾,他幽默地说,“I’m goodenough(我足够好)”。他的英文名古迪纳夫在中文中就是“足够好”。

古迪纳夫是个文理学科融合的典型。18岁时,他考上了耶鲁大学,先修学古典文学,转而又学哲学。为了修满学分,他又修了两门化学。一次偶然的机会,他又转到了数学系,最终获得耶鲁大学数学学士学位。

从耶鲁本科毕业以后,古迪纳夫加入了美国空军。退役后他修读了芝加哥大学物理学博士。30岁才正式入行,进入麻省理工学院的林肯实验室工作。

锂是最轻的金属,性质活泼,容易失电子,作为电池是优良的材料。当时的锂电池正极采用的是二硫化碳的材料,锂离子夹杂在其中,这样的锂电池能够提供两伏特的电压。

但是锂电池投产问世,市面上的锂电池经常发生自燃甚至爆炸的事情,问世不到半年就被全球召回。生产锂电池的加拿大MOLI公司因此一蹶不振,被日本NEC公司收购。

怎么解决这样的问题呢?古迪纳夫在牛津大学实验室提出,能不能不用硫化物,改用氧化物钴酸锂做正极材料。这个结构好比是“牛排汉堡”,钴酸锂上下两层,好比是两片面包,中间可以自由滑动移动的锂离子就好比是牛排,这就有效地解决了之前锂电池的稳定性问题。同时,这样的锂电池能够产生四伏特的电压。但是之前差点破产的MOLI公司再也不敢接受这个发明,连牛津大学也不愿意为古迪纳夫申请专利。这时候,日本的索尼公司站了出来,愿意与古迪纳夫合作。之所以愿意合作,是因为日本当时的学界已经研究出用石墨作为锂电池的负极材料,它的设计者就是日本的吉野彰,也是诺贝尔奖化学奖获得者。而古迪纳夫研究的钴氧化物是用在了电池的正极。正负极一融合,高性能的新型锂电池就此问世。

1986年,75岁的古迪纳夫又做出了新材料磷酸铁锂。因为钴酸锂的锂电池其实有一些缺陷,之前我们把钴酸锂比作夹着牛排的汉堡,如果我们吃汉堡的时候,中间的牛排滑落,那么两片面包就贴在了一块。这就好比锂离子移动过后,上下两层钴氧化物结构崩塌了,两片面包贴在一块,那么锂离子就不再能够通过其中。所以这样的电池稳定性差。同时钴作为金属原料,成本很高,意味着无法大量民用。

磷酸铁锂的结构则不同,它像是空间的管道,锂离子能够从这些管道的空隙当中自由穿梭,结构非常稳定。同时铁和磷原料的矿产很丰富,为锂电池的商业化打破了技术障碍。

30岁入行,58岁提出钴酸锂,75岁提出磷酸铁锂,94岁研制出全固态电池,97岁获得诺贝尔奖,至今仍在全固态电池的研究工作一线,仍能有重要的作品和成果发布。有人说他的研究已经足够好了,但是他却不这么认为。生命不息,奋斗不止。(选自《新华日报》)

(编辑:李跃)

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