國際 時事

【2019諾貝爾獎】「為世界充電！」　美日英3國鋰離子電池之父共享化學獎尊榮

李靖棠、尚國強 2019年10月09日 19:02:00
2019年諾貝爾化學獎得主出爐，由來自美英日三名學者共同獲獎。（圖片：諾貝爾基金會官網，設計、後製：李明維）

2019年諾貝爾化學獎得主出爐，由來自美英日三名學者共同獲獎。（圖片：諾貝爾基金會官網，設計、後製：李明維）

「他們為世界充電！（They created a rechargeable world.）」瑞典皇家科學院秘書長漢森（Göran K. Hansson）9日緩緩說出2019年諾貝爾化學獎（3位）得主的貢獻。

 

根據諾貝爾獎基金會9日公告，2019年諾貝爾化學獎（Nobel Prize in Chemistry）得主，由英國學者惠丁漢（M. Stanley Whittingham）、美國德州大學學者古迪納夫（John B. Goodenough）和日本學者吉野彰（Akira Yoshino）三人，因對鋰離子電池（Lithium-ion battery）的發展貢獻，共同榮獲諾貝爾化學獎肯定。

 

得主之一現年97歲的古迪納夫也打破了2018年物理學獎得主阿什金（Arthur Ashkin）的紀錄，成為諾貝爾至今最年長的得獎者。

 

 

因對鋰離子電池發展共同獲得2019諾貝爾化學獎，三名學者分別是（由左至右）：古迪納夫、惠丁漢和吉野彰。（湯森路透）

 

 

2019年諾貝爾化學獎主要獎勵鋰離子電池（lithium-ion batteries）的開發，鑒於目前這種輕巧、可充電且功能強大的電池已廣泛運用於包括手機到筆記本電腦、電動車的所有產品，更甚者，鋰離子還可儲存太陽能、風能等巨量能源，讓「無化石燃料社會（fossil fuel-free society）」成為可能。

 

鋰離子電池為全球的行動電子設備供電，人們利用這些設備進行通訊、工作、學習、聽音樂和尋找知識，此外，鋰離子電池讓遠程電動車的發展、可再生能源（如太陽能和風能）的能量儲存成真。

 

 

1970年代奠基

 

鋰離子電池的基礎是在1970年代的石油危機期間奠定的。

 

得主之一的惠丁漢出生於1941年12月22日，現年77歲的他畢業於牛津大學（Oxford University），目前任職於美國紐約州立大學（State University of New York）系統的賓漢姆頓大學（Binghamton University）材料研究所主任。 

 

惠丁漢致力開發無化石燃料的能源技術，他開始研究「超導體（superconductors）」，過程中發現了一種極富能量的材料，並將其用於創新的鋰離子電池中，這種材質由二硫化鈦（titanium disulphide）製成，可以容納、嵌入鋰離子。

 

鋰離子電池的陽極由金屬鋰製成，具強大釋放電子（electrons）的動力，但是，金屬鋰電池具反應性，爆炸性太大而無法實際使用。

 

另兩位得主古迪納夫、吉野彰解決了這個問題。

 

 

1985年出現商業用鋰電池

 

古迪納夫當時經過反覆試驗，終於在1980年發現嵌入鋰離子的氧化鈷（cobalt oxide）可以產生高達4伏的電壓，這項重要的突破在吉野彰手中發揚光大。

 

吉野彰以古迪納夫的陰極為基礎，於1985年製造出全球首顆可量產的安全鋰離子電池，不同的是，吉野彰並未在陽極中使用鋰，而是使用了石油焦炭（petroleum coke），這種材料能像陰極氧化鈷一樣嵌入鋰離子，但更穩定。

 

現年97歲的「鋰離子電池之父」古迪納夫（左），曾在2013年獲得歐巴馬總統（右）頒發美國國家科學獎章。（湯森路透）

 

 

2019年諾貝爾化學獎得主之一：日本名城大學教授吉野彰。（湯森路透）

 

鋰離子電池的優點在於，供電時並非分解電極的化學反應，而是由鋰離子在陽極、陰極間的流動供電。

 

自1991年，鋰離子電池首次進入全球市場以來，鋰離子電池徹底改變了人們的日常生活至今，更奠定了無線（wireless）、無化石燃料社會的基礎，造福人類。

 

現年97歲的古迪納夫出生於1922年7月25日，仍任教於美國德州大學奧斯汀分校（University of Texas at Austin）機械工程和材料科學系，吉野彰出生於1948年1月30日，現年7１歲的他目前任教於日本名城大學（Meijo University）教授。

 

 

 

諾貝爾標竿：居禮夫人

 

歷屆化學獎中，首屆獎項於1901年，因發現溶液滲透壓的貢獻，頒發給荷蘭科學家范托夫（Jacobus Henricus van 't Hoff）；唯一獲得兩次化學獎的得主，是英國籍劍橋大學（St John's College, Cambridge）教授桑格（Frederick Sanger），分別在1958和1980年獲獎。而桑格成為繼居禮夫人（Marie Skłodowska-Curie）之後，第4位兩度獲得諾貝爾獎的科學家。

 

歷史上僅有４位女性化學獎得主，1911年獲獎的居禮夫人是廣為人知的女性桂冠。

 

1903年，居禮夫人與夫婿皮埃爾‧居禮（Pierre Curie，1906年歿）、法國物理學家貝克勒爾（Henri Becquerel）同獲諾貝爾物理獎，1911年，再度因發現釙（Po）和鐳（Ra）元素榮獲諾貝爾化學獎，成為自1901年諾貝爾獎設立以來，首度獲得兩個不同獎項的得主。

 

居禮夫人的長女伊菡（Irène Joliot-Curie）、女婿約李奧（Frédéric Joliot）也因首先發現人造放射性元素，於1935年獲得諾貝爾化學獎。

 

 

 

2018年的諾貝爾化學獎由美國科學家雅諾（Frances H. Arnold）、史密斯（George P. Smith）、英國科學家溫特（Gregory P. Winter）以「透過定向演化產生的酵素，製造生質燃料和藥品，並利用噬菌體展示技術演化出的抗體，對抗自體免疫疾病」的研究共用當年的諾貝爾獎，3人的研究對於治療轉移性癌症貢獻卓越。

 

雅諾是諾貝爾化學獎有史以來的第5位女性得獎科學家，居禮夫人則為史上第一人。

 

性別失衡引爭議

 

諾貝爾物理獎、化學獎均由瑞典皇家科學院（Kungliga Vetenskapsakademien）評判，生物、醫學獎則由瑞典皇家卡羅林醫學院（Karolinska Institute）評定，文學獎由瑞典文學院（Svenska Akademien）評選，和平獎另由挪威議會（Stortinget）選出，經濟獎委託瑞典皇家科學院評定。

 

每個獎項的評審委員會由5人組成，3年一屆，各階段的評選、表決都是秘密進行，諾貝爾獎一般只頒給個人，但和平獎例外，可以授獎予機構，各獎項的得獎候選人只能在生前被提名，但獎項卻可在得獎者死後授予。

 

綜觀諾貝爾獎歷史，得主多為白人男性，引發了關於評選偏見的爭議。

 

據《自然》（Nature）雜誌的報導，針對得主性別、種族比例失衡的問題，瑞典皇家科學院的秘書長、同時也是生物醫學家漢森表示，院方已採取相關措施改善，若外界仍覺不夠，將為此付出更多努力。

 

負責遴選與宣布每年諾貝爾獎得主的瑞典皇家科學院內部，圖為8日物理學獎前夕。（湯森路透）

 

作為全球化學界最高榮譽，從1901年迄今已頒發109次，有178位得主

 

每年10月由瑞典皇家科學院（Royal Swedish Academy of Sciences）遴選公布，用以表彰在化學界最傑出的科學家，化學獎亦是根據諾貝爾（Alfred Nobel）本人於1895年留下的遺囑中，利用其遺產所設立的5個諾貝爾獎之一。

 

 

2019年諾貝爾獎名單公布時間表：

 

 

生理/醫學獎：塞門扎、威廉凱林和拉特克利夫

物理學獎：皮布爾斯、麥耶和奎洛茲

化學獎：古迪納夫、惠丁漢和吉野彰

文學獎：10日19時

和平獎：11日17時

經濟學獎：14日17時45分

 

 

關鍵字： 諾貝爾獎 化學獎 瑞典皇家科學院 鋰電池

編輯部推薦




【加入上報國際圈，把繽紛世界帶到你眼前！】

提供新聞訊息、人物邀訪、異業合作以及意見反映煩請email至國際中心公用信箱： intnews@upmedia.mg，我們會儘速處理。

 

 

 



熱門影音

上報
回頂端