“小身材,高能量”這是對鋰電池最貼切的描述了�,,F(xiàn)在生活中鋰電池隨處可見,,小到紐扣電池,大到動力電池,,可以說是真正改變了人們的生活,。2019年諾貝爾化學(xué)獎也因此授予”鋰電三杰”斯坦利•惠廷漢姆、約翰•古迪納夫,、吉野彰,,以表彰他們在鋰電池研究開發(fā)方面的卓越貢獻(xiàn),。評獎委員會稱,他們?yōu)槿祟悗怼扒八匆姷膹?qiáng)大電池”,,創(chuàng)造了一個“可充電的世界”,。
三位科學(xué)家中,令人印象想最深的應(yīng)該是有著“鋰電池之父”之稱古迪納夫(John B•Goodenough),。這位97歲高齡的的科學(xué)家不僅打破了2018年獲得諾貝爾物理學(xué)獎的阿瑟•阿什金所保持的96歲高齡紀(jì)錄,,成了諾貝爾獎史上最年長的獲獎?wù)撸乙云溆铝?chuàng)新潮頭,、矢志追求卓越的科研人生,,為現(xiàn)代鋰電池的橫空出世做出了非凡貢獻(xiàn)。
兒時與孤獨(dú)相伴
古迪納夫,,1922年7月25日出生于美國,在家排行老二,,他上邊有一個哥哥,,父親歐文是耶魯大學(xué)的教授。有人說,,天才的童年要么有一個哥哥,,要么有一條狗相伴。古迪納夫也不例外,。童年的時候,,因為父母常鬧離婚,再加上年長的哥哥忙于自己的事業(yè),,古迪納夫常常離群索居,,他唯一的玩伴就是Mack。Mack是一條狗,。
兒時的古迪納夫,,學(xué)業(yè)并不順利。小古迪納夫患有先天性讀寫困難癥,,他的學(xué)習(xí)成績總是差強(qiáng)人意,。他喜歡在大自然中游蕩,探索森林的奧秘,,抓蝴蝶和土撥鼠,。正是與大自然親密接觸的過程培養(yǎng)了他熱愛自然,渴望探索自然,,發(fā)現(xiàn)其中奧秘的情懷,。
古迪納夫小時候缺少母愛,所以他決心在學(xué)業(yè)上有所作為,。但是父母卻在他高考前夕離婚了,,父親娶了自己的研究助手,,這對忙于高考的古迪納夫來說是個不小的打擊,也產(chǎn)生了不小的心理影響,。而古迪納夫并沒有氣餒,,他終夜與孤燈相伴,客服了這些障礙,,考入了耶魯大學(xué),。然而父親只給了他35美元,那時耶魯大學(xué)每年的學(xué)費(fèi)大概是900美元,,不夠的部分古迪納夫還要去做兼職來支付學(xué)費(fèi),,養(yǎng)活自己。
短短四年,,古迪納夫換了四五個專業(yè)方向,,這讓他在每個專業(yè)學(xué)習(xí)上都不夠深入。不過,,也正是這一“豐富”的學(xué)習(xí)經(jīng)歷,,為他日后的科研生涯做了鋪墊。
而立之年還在掙扎
“二戰(zhàn)”爆發(fā)后,,古迪納夫加入了美國空軍,,他被派到太平洋的一個海島上收集氣象數(shù)據(jù)。戰(zhàn)后,,古迪納夫所在的部隊駐扎在葡萄牙,,這個時候他已經(jīng)是一名陸軍上尉。他回憶說:“不久,,幸運(yùn)之神來敲門了,,一份電報過來,要求我48小時內(nèi)回到華盛頓報道,�,!痹瓉碚幸还P沒花完的錢,要送21名軍人去念研究生,,這一消息使得古迪納夫欣喜若狂,。
報道的那一天,一位面試官很是瞧不上這個吹了四年海風(fēng)的大齡青年,。甚至嘲笑道:“我不明白你這個老兵來干嘛,!在你這個年紀(jì),科學(xué)家早就已經(jīng)做出了他們最偉大的成就了,�,!闭f的也是,那個年代風(fēng)靡全球的科學(xué)家們,,在古迪納夫這個年紀(jì),,早已碩果累累,,功成名就了。愛因斯坦26歲提出相對論,,愛迪生32歲點亮白熾燈,,居里夫人36歲拿到了諾貝爾獎�,!扒杆銇砥吣曛�,,我拿到博士文憑已是而立之年了�,!�
30歲博士畢業(yè)之后,,古迪納夫來到了剛成立了一年的麻省理工學(xué)院林肯實驗室,第一次接觸到了鋰離子在固體中的遷移,,后來又開始了固態(tài)陶瓷的基礎(chǔ)研究,。因為有軍方的預(yù)算支撐,他一待就是24年,,提出了古迪納夫—金森法則,,為日后隨機(jī)存儲器的誕生奠定了重要基礎(chǔ)。
因1973年爆發(fā)的石油危機(jī),,古迪納夫看到了日益突出的能源問題,他開始轉(zhuǎn)向能源存儲的研究,。 但1976年,,軍方削減預(yù)算,古迪納夫開始考慮去留問題,,最終在妻子的建議下決定動身前往英國牛津大學(xué)的無機(jī)化學(xué)實驗室做負(fù)責(zé)人,。曾經(jīng)“而立之年還在掙扎”的古迪納夫,迎來了人生的重大轉(zhuǎn)折,,這一年他54歲,。
新的開始,投身鋰電之路
1970年代后期,有一種電池因為使用金屬鋰作為電極,,而被稱為鋰電池,。這種小型化的便攜式鋰電池誘人人的前景,吸引著無數(shù)的化學(xué)家投身到鋰電池的研究中,。此時的古迪納夫雖然只學(xué)過兩門化學(xué)課,,但憑著過硬的固體物理功底,研究起一種神奇的材料——鈷酸鋰,。
1980年,,古迪納夫嘗試用鈷酸鋰與石墨組成新的鋰電池。古迪納夫的新電池?fù)碛懈〉捏w積,,更大的容量和更加穩(wěn)定的使用方式,,因此頗受市場歡迎,。古迪納夫研制鈷酸鋰來取代金屬鋰,既解決了電池的安全性問題,,又降低了電池的制造成本,,實現(xiàn)了鋰離子電池技術(shù)的革命性突破。
1986年,,古迪納夫回到了祖國,,進(jìn)入德克薩斯州大學(xué)奧斯丁分校。所有人都以為這個老教授準(zhǔn)備養(yǎng)老時,,誰都沒想到,,他卻將目光轉(zhuǎn)向另一種材料。
10年后,,他再一次讓世界震動,。1997年,他拿出的材料叫做磷酸鐵鋰,。這年他75歲,。古迪納夫發(fā)現(xiàn)的磷酸鐵鋰這樣一種新型材料,不僅更為便宜,,而且更安全,,構(gòu)成了電動汽車時代非常重要的基礎(chǔ)。
鋰電池——足夠好(good enough)了嗎,?
鋰電池足夠好了嗎,?古迪納夫不這么認(rèn)為,剛剛奪得諾貝爾獎的古迪納夫依然在科研道路上堅持不懈的探索著,。在他看來,,進(jìn)行鋰電池研究是他最大的快樂。
他說:“我的下一個目標(biāo)是一種真正能讓電動汽車和內(nèi)燃機(jī)汽車匹敵的超級電池,�,!蹦杲氚俚墓诺霞{夫雄心勃勃:“我希望這種電池可以經(jīng)濟(jì)地存儲太陽能和風(fēng)能�,!彼f,,“我想解決汽車的問題。我想讓汽車尾氣從全世界的高速公路上小時,。我希望死前能看到這一天,。我今年97歲,還有時間”
古迪納夫(goodenough) is good enough
《華爾街日報》這樣評論道,,“先有鈷酸鋰,,后又有磷酸鐵鋰,古迪納夫‘鋰離子電池之父’的稱號當(dāng)之無愧,�,!敝钡浆F(xiàn)在,,我們每天都離不開的手機(jī),電腦中的鋰電池正極材料仍然使用的是古迪納夫1980年左右發(fā)現(xiàn)的鈷酸鋰,。
實際上,,古迪納夫從來沒就沒覺得自己——good enough(足夠好)。每一天,,他都在進(jìn)行著他的研究——收集線索,,完善資料,繼續(xù)向前,。他常重復(fù)“爬行烏龜?shù)谋扔鳌保骸笆沟�,,這種貫穿一生的爬行,總會帶來預(yù)料不到的好處,,尤其在你不斷穿越,,一路收集各種線索的情況下�,!�
如果你會有“現(xiàn)在做XX是不是太晚”的疑惑,,一定要看看古迪納夫(Goodenough)這傳奇的一生。上得了戰(zhàn)場,,也上得了課堂,。
足夠好,還會更好,。
參考資料:
高榮偉.“鋰電池之父”古迪納夫的傳奇人生.
蔡志群.古迪納夫:我97歲了,,還年輕.
電池中國.約翰·古迪納夫——鋰離子電池的先驅(qū),并推動其在汽車領(lǐng)域應(yīng)用.
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