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諾貝爾化學獎十月九日揭曉,德裔美籍學者古德諾(John Goodenough)、英裔美籍學者惠廷安(Stanley Whittingham)及日本學者吉野彰等三人共獲殊榮。諾貝爾委員會指出,三人接力研發出可重複充電的輕量鋰離子電池,進而促成電子行動裝置開發大躍進,對於電動車、再生能源儲存甚至是降低石化燃料使用皆有革命性貢獻。

97歲古德諾 最年長得獎人

九十七歲的「鋰電池之父」古德諾打破去年物理學獎得主美國學者亞希金 (九十六歲)紀錄,成為諾貝爾獎頒發以來最年長得獎人。三名得獎者將平分九百萬瑞典克朗(約台幣兩千八百萬)獎金。

古德諾於德國出生,隨著在哈佛神學院攻讀博士的父親搬到美國,耶魯大學數學系畢業後,二戰期間曾入伍陸軍,擔任氣象員。退伍後返回校園,在芝加哥大學取得物理學博士學位,帶領研究團隊,一九八○年發現可作為鋰電池陰極材質的鈷酸鋰。

古德諾的徒孫、中山大學材料與光電科學系助理教授王致傑表示,古德諾膝下無子,把學術研究視為一生志業,至今每天早上七時準時在研究室報到,下午四時才離開,「天天都能聽見他的笑聲從研究室傳出來」。

王致傑表示,古德諾是二次電池產業的革命性推手。四、五十年前,能量儲存十分倚賴「一次電池」,但因其受限於放電後即無法再使用的困境,不少研究開始致力於發明可反覆使用的「二次電池」。

王致傑表示,因「鋰」是最輕金屬,有研究者嘗試開發鋰電池,但前人皆以鋰作為陽極、硫化物作為陰極,使得電池能量密度無法提高。直到古德諾把陰極改為氧化物,發明出鈷酸鋰電池(LiCoO2),才大幅增加鋰電池的能量密度,使得二次電池出現革命性突破。智慧型手機、電動車等問世,皆受惠鈷酸鋰電池。

王致傑表示,古德諾至今仍熱中學術研究,目前專研固態電解質,要解決液態電解質容易自燃的問題,提高電池安全性。他也是德州大學的招牌,備受尊敬,該校每年替他舉辦生日派對,廣邀世界各地專研鋰電池的專家學者赴德州大學開研討會「讓他開心」,成為學術界另類傳統。

惠廷安 70年代開發重複充電

惠廷安在英國出生,大學至博士學位皆在牛津大學完成,之後他轉往美國就業及研究。惠廷安任職艾克森研究及工程公司時,於一九七○年代開發出可重複充電的鋰電池,但因為無法解決電池的穩定性問題,無法實用化。

吉野彰運用古德諾開發的鈷酸鋰,加上碳化合物為陽極,反覆試驗各種組合,一九八三年開發出世界第一個可重複充電的鋰電池。他持續改良,採用石油焦,一九八五年成功研發出穩定、輕量且容量高的鋰電池,電池壽命更長,可重複充電數百次

清華大學化學系主任林俊成指出,美國賓漢姆頓紐約州立大學化學教授惠廷安與日本名城大學教授吉野彰共同獲獎,原因是他們也找到用在電極上的關鍵材料,可讓鋰變成穩定狀態,進而製作成電池。

吉野彰 曾為鋰電池銷量苦惱

日本學術界和媒體早就看好吉野彰可能奪獎,獲獎消息公布,他任職的旭化成株式會社立即在九日傍晚辦慶祝記者會。他表示自己的研究生涯也曾經歷低潮,剛開發出鋰電池的前幾年根本賣不出去,讓他相當苦惱,幸好在科技飛速發展下廣泛應用,今後希望能研究出鋰電池對環境友善的解決方案。

吉野彰也提到同為獲獎者的古德諾,尊敬他研究不輟的精神,古德諾待他如同兒子一般,吉野彰每年也會去德州拜訪他。

中研院化學研究所助理研究員顏宏儒說,此次獲化學獎的三位得主不曾一起合作研究,但在不同階段對鋰電池的研究,接續累積成鋰電池的重大突破。

日本放送協會(NHK)報導,在被告知榮獲諾貝爾化學獎後,吉野在位於東京都千代田區的化學大廠旭化成總社召開記者會。他說:「我很興奮,我在此向大家報告,我成功獲得今年的諾貝爾化學獎,今年鋰電池與環保相關問題被選為得獎對象,我感到很高興,相信這對年輕研究人員是一大激勵,真的很感謝。」

吉野透露,得知獲獎後不久,他打電話聯絡妻子,因沒太多時間講電話,只告訴妻子「決定了喔」,他妻子驚嚇不已。

吉野說:「像是鋰電池這種裝置類研究,一直都輪不到得獎機會,但如果時機到來的話,絕對可以獲獎。沒想到竟然真的就得獎了。很久以前就聽說如果諾貝爾獎快公布前,會有電話打進來,原本在想斯德哥爾摩那邊的人可能不知道我是誰,但他們真的調查得很詳細。」

吉野表示,昨天是透過網路觀賞諾貝爾物理學獎揭曉,內心想「明天如果我的名字會被叫到,該有多好」。不過,今天被宣布獲獎一事太突然,如今他覺得不知所措的成分比高興成分強。

日本歷屆諾貝爾獎得主當中,目前包含取得美國國籍的日本人在內,吉野是第27人。上一次獲得化學獎者是2010年得獎的鈴木章與根岸英一。吉野是第8位拿到諾貝爾化學獎的日本人。

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