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鋰電池之父的傳奇人生：97歲拿諾獎，58歲發(fā)明電池陰極，19歲打二戰(zhàn)······
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10月9日下午，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2019年度諾貝爾化學(xué)獎授予約翰?古迪納夫（John B. Goodenough）、M?斯坦利?惠廷漢（M. Stanley Whittingham）和吉野彰，以表彰他們在鋰離子電池研究領(lǐng)域的成就。
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諾貝爾獎官網(wǎng)的一篇文章將3人形容為“他們創(chuàng)造了一個可充電的世界”。三位科學(xué)家將共享900萬瑞典克朗（約合人民幣650萬元）的獎金。
現(xiàn)年97歲的古迪納夫，常常被稱作“鋰電池之父”，多年來被視為諾貝爾獎的有力競爭者。如今，他已超過去年獲得物理學(xué)獎的阿瑟?阿什金（時年96歲），成為獲獎時年齡最大的諾貝爾獎得主。
在獲獎的3人中，古迪納夫作為這一領(lǐng)域的最大貢獻者，其人生也充滿了傳奇色彩。
1922年7月25日，古迪納夫出生在書香門第，父親是耶魯教授，兄弟姐妹也都在學(xué)術(shù)圈工作。不幸的是父母關(guān)系惡劣，殃及池魚，12歲的古迪納夫被“拋棄”，被送去讀寄宿學(xué)校。因此古迪納夫和父母關(guān)系非常冷淡，幾乎從來不提他們。他在中學(xué)似乎也并不好好讀書，不過最終還是去了耶魯念數(shù)學(xué)，畢業(yè)成績優(yōu)異。
1941年12月7日，珍珠港事件爆發(fā)，古迪納夫主動申請服役，直到三年后，才回到耶魯大學(xué)繼續(xù)完成了他的本科學(xué)業(yè)。畢業(yè)之后，他繼續(xù)遠赴歐洲戰(zhàn)場參加第二次世界大戰(zhàn)，以氣象師的身份在美國陸軍航空部隊服役，傳言還參加過諾曼底登陸。
戰(zhàn)后，古迪納夫作為一名陸軍上尉駐扎在葡萄牙。這個時候幸運之神敲門，一份電報過來，讓他48小時之內(nèi)回到華盛頓報道。原來政府有一筆沒花完的錢，要用來送21名軍人去念研究生，一個耶魯教授推薦了他。于是，古迪納夫來到芝加哥大學(xué)念物理，雖然他本科壓根就沒有修過科學(xué)課程。那一年他24歲。
芝加哥大學(xué)物理系那個年代高人滿座，大師云集，包括費米和泰勒，當(dāng)然還有跟著泰勒念博士的楊振寧。年輕的古迪納夫上課的時候，一個教授問他, 我真不知道你來干嘛！但凡在物理上做出點什么名堂的人，在你這把年紀早就已經(jīng)做出來了。
不過古迪納夫好歹還是從芝加哥大學(xué)物理博士畢業(yè)了，之后去了林肯實驗室，在美國空軍資助下研究防空系統(tǒng)所用到的存儲元件。這期間他發(fā)現(xiàn)了磁性材料中所謂的古迪納夫-Kanamori準(zhǔn)則，描述原子間自旋的相互作用。
到了六七十年代，石油危機引發(fā)廣泛關(guān)注，古迪納夫開始將注意力轉(zhuǎn)向能源存儲?？墒悄茉搭I(lǐng)域的研究屬于美國能源部的范疇，和空軍無關(guān)，老爺子也碰到了經(jīng)費問題。幸運之神這時再次敲門，牛津大學(xué)要在無機化學(xué)方向找個教授，古迪納夫被選中了，雖然他只修過兩門大學(xué)本科化學(xué)課。
到了牛津，古迪納夫因嚴厲而聲名遠揚。他教的一門物理課第一堂來了165個學(xué)生，教室里面水泄不通。等到第二堂的時候，只回來了8個學(xué)生，大家都被他嚇跑了。
古迪納夫在牛津大學(xué)工作期間，美國科學(xué)家惠廷漢發(fā)現(xiàn)了一種能量極其豐富的材料，他用這種材料在鋰電池中創(chuàng)造了一種新型的正極——由二硫化鈦制成，負極則由金屬鋰制成。這種電壓只有兩伏多一點的鋰電池雖然具有巨大的潛力，但是電池極易爆炸。
由于在林肯實驗室工作期間，古迪納夫接觸到了一些能源材料，研究了鋰離子的移動。又趕上美國受到阿拉伯國家石油禁運的影響，能源問題日益突出，古迪納夫遂投身鋰電池的研究。
他認為用金屬氧化物做陰極，可以解決二硫化鈦的問題，而且電壓更高，能量密度更大。
在牛津，古迪納夫找了兩博士后，搜尋合適的金屬氧化物，能嵌入析出更多的鋰離子而保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。1980年，他們找到了神奇的層狀氧化鈷鋰，發(fā)明了鋰電池中最重要的部件，鈷氧化物陰極，現(xiàn)在全世界的便攜電子設(shè)備都采用這種陰極。這一年，老爺子已經(jīng)58歲，真可謂大器晚成。當(dāng)然他在此之前，已經(jīng)在磁性材料領(lǐng)域做出了杰出貢獻。
在古迪納夫發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰適合作為陰極材料，已降低已存鋰離子電池（由金屬鋰做陰極材料）的安全隱患后，致力于研究陽極材料的日本教授吉野彰采用了這一發(fā)現(xiàn)，先是以聚乙炔后以碳基材料為陽極，在電池中消除金屬鋰，使用含鋰化合物，確立了現(xiàn)代鋰離子電池的基本框架。
1991年，索尼基于古迪納夫等人的研究推出了世界第一個商用鋰電池，最初是用于相機，慢慢就無所不在了。不過當(dāng)初誰也沒有預(yù)料到鋰電池有如此大的造化，牛津大學(xué)拒絕為此申請專利，想必腸子都悔青了，老爺子在這里面沒有撈到半點經(jīng)濟實惠。
不過老爺子的使命尚未結(jié)束。自他發(fā)現(xiàn)氧化鈷鋰后，又先后發(fā)現(xiàn)了錳基尖晶石和磷酸鐵鋰。30多年過去了，鋰電池驅(qū)動的電動汽車還是難以與內(nèi)燃機車競爭，可再生能源的電池存儲也面臨巨大的挑戰(zhàn)，他希望研發(fā)出更好的更高級的電池。
“據(jù)我所知，他每天都還在去實驗室。他是個了不起的人，他對這一領(lǐng)域非常著迷。”諾貝爾化學(xué)委員會成員拉姆斯特倫（Olof Ramstrm）說道?，F(xiàn)年97歲高齡的古迪納夫，每天仍然在做實驗。
他正在研制一種真正能讓電動汽車和內(nèi)燃機汽車匹敵的“超級電池”，并希望這種電池可以經(jīng)濟地存儲風(fēng)能和太陽能。他的研究方向涉及電池科學(xué)領(lǐng)域里最難的問題之一：如何用純鋰或者鈉制作電池陽極？
2017年2月，古迪納夫公布了新一代電池技術(shù)：能量密度是當(dāng)前鋰電池3倍，且安全系數(shù)更高的全新固態(tài)電池。他表示，他和研究團隊正在準(zhǔn)備給這款新型固態(tài)電池申請專利，并計劃與電池生產(chǎn)廠商合作，開發(fā)和測試為電動汽車和能源存儲裝置提供的新型電池。
目前，古迪納夫仍在繼續(xù)從事能源方面的研究。去年，他在接受外媒采訪時表示，“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消失。我希望我死之前能看到這一天。我今年96歲，還有時間?！?br />
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