2019 年诺贝尔化学奖授予锂电池,这项技术如何改变了我们的生活?

博丽灵梦的回答实至名归。这个从化学的应用中诞生的奖项,终于,颁发给了应用化学/化工领域。此时此刻,请正在使用手机、平板、笔记本电脑、数码相机,甚至是电动自行车的人们,关注一下这一完全而彻底地改变了现代社会和日常生活的发明。For a rechargeable world.2019 Nobel Chemistry PrizeFor the development of Lithium-ion batteries吉野彰(Akira Yoshino), Stanley Whittingham,...

2019 年诺贝尔化学奖授予锂电池,这项技术如何改变了我们的生活?
博丽灵梦的回答

实至名归。

这个从化学的应用中诞生的奖项,终于,颁发给了应用化学/化工领域。

此时此刻,请正在使用手机、平板、笔记本电脑、数码相机,甚至是电动自行车的人们,关注一下这一完全而彻底地改变了现代社会和日常生活的发明。

For a rechargeable world.


2019 Nobel Chemistry Prize

For the development of Lithium-ion batteries

吉野彰(Akira Yoshino), Stanley Whittingham, John Goodenough


从18650开始

事实上,锂(离子)电池已经完全融入了我们的生活中,在更先进的电能传输技术到来之前,对于现代人而言,在各种电子设备中的高性能电池如同空气和水一般不可或缺。

Whittingham开创了第一个锂(金属)电池,而Goodenough则发现了钴酸锂和磷酸铁锂等一系列电极材料;吉野彰最终制造出了商业化的可充电锂离子电池,因而共同获得了今年的诺贝尔化学奖,而97岁的Goodenough(足够好)先生也成为了最年长的获奖者。

想必已经有无数去年预测失误的人,把旧文换了个年份就可以发出来了(大雾)。考虑到我并非研究电池领域,具体的技术细节就参考专业人士的回答了。

在这里,只是想讨论一下“应用化学”的本职工作。

在化学化工发展的早期,无论是化学原理还是相关的技术都停留在初级阶段。此时,对原理和技术细节的突破都可以轻松引领产业的革命,而诺贝尔正是其中的弄潮儿。通过改进硝酸甘油和相关炸药的生产工艺,在极大加快了工程效率的同时,诺贝尔也积累了大量财富,并创立了如今的诺贝尔奖,以奖励科技进步与推动和平进程。

而后来的石油工业、高分子材料和有机化学的飞速发展,诞生了诸如杜邦等等的大型化工企业,其产品——合成高分子、小分子药物、钢铁等等,同样也极大提升了现代人的生活水平。而最近的光伏产业与芯片制造等高新技术领域的背后,同样也是相关化学化工领域的巨大进步。可以说,对于应用化学化工领域的研究,深刻改变了我们的现在和未来。

不过,目前的研究与产业化之间,却出现了一定的脱节。

在预测今年诺贝尔奖的问题下,出现次数前两名的方向是锂电池和MOFs (金属有机框架材料),当然也有传统(?)的生物方向,但是在不少人提及MOFs等等领域下,纷纷表示了对其应用前景的忧虑甚至否定。

其实不只是MOFs,钙钛矿/染料敏化太阳能电池、纳米材料等等应用化学方向中,实际得以真正意义上投产的项目屈指可数,但是这并不妨碍论文数量的暴增。

当然,科学研究的目光不能仅仅停留在应用层面,对于未来方向的预测同样具有重大的战略意义。但本质上作为应用科学的相关领域,其研究成果难以走出实验室,并走进人们的生活中,不得不引起我们反思。

事实上,MOFs的创始人之一也在努力实践,将各种有应用价值的新材料进行商业化生产,并取得了一定成效;同样地,当年的硅光电池也从实验室中逐步改进并大规模推广,从单晶硅到多晶硅,并在国内巨大的产能下变成了一个物美价廉的成熟产品,对全世界的能源问题提供了一个可能的解决方案。

毫无疑问,没有人不想着将科研成果转化为生产力。这不仅可以对社会作出一点改变,至少也可以提升个人和团体的经济价值。那么可能是什么原因导致了目前可能存在的脱节现状呢?在锂离子电池获奖之际,这一点值得我们冷静下来思考。

最后,还是要祝贺我们的锂离子电池的发现者。应用化学的使命,就是造福人类,这和诺贝尔先生的初衷完全一致。所以,这三位的获奖,可以说实至名归。

此时此刻,我看着手机的直播现场,用笔记本电脑打下这一段话,以表示个人由衷的感谢和敬意!

May the Electric Force be with you!


Goodenough: How we made the Li-ion rechargeable battery