約翰·古登諾夫,鋰離子電池先驅,去世,享年100歲 - 彭博社
Akshat Rathi
約翰·古登諾
攝影師:丹尼爾·利亞爾/法新社/蓋蒂圖片社
約翰·古登諾,一位開創性的研究者,幫助改變了鋰離子電池,於週日去世,享年100歲。
他的發明幫助發展了現代計算機並使鋰離子電池商業化,觸及了地球上每個人的生活。然而,很少有人認識他,他的工作並沒有給他帶來財富,儘管他在晚年獲得了諾貝爾獎。這一切都不會困擾古登諾,因為他一直在開發更好的電池,直到生命的盡頭。他數十年的工作和創新現在是推動世界車輛和能源系統脱碳競賽的基石。
BloombergGreen埃克森美孚將對加利福尼亞資產進行25億美元減記中國比亞迪如何擊敗特斯拉美國面板製造商挑戰拜登的太陽能關税豁免南非藍圖提出解決能源危機的方案古登諾於1922年出生在德國,父母是美國人,他的一生可以概括為發現自己身處陌生地方,但仍然能夠出色表現。他在康涅狄格州紐黑文長大,靠近耶魯大學,他的父親在那裏教授宗教史。在他的2008年自傳恩典的見證中,他回憶起一個由疏遠父母和“深深的傷痛”組成的童年。
12歲離開家去私立寄宿學校後,他學習了拉丁文和希臘文,學會了應對閲讀障礙,並贏得了耶魯大學數學獎學金。然後是第二次世界大戰,根據他的數學導師的建議,他報名成為氣象學家,而不是上前線。古登諾在美國空軍服役了將近三年,先是在紐芬蘭,然後是在北大西洋羣島亞速爾羣島。
在他回來後,他發現他的耶魯大學導師已經為他推薦了一份在芝加哥大學的研究生獎學金,他選擇了在那裏學習物理,儘管他在本科階段只修過基礎課程。在那裏,他師從著名物理學家,包括曾參與曼哈頓計劃開發原子彈的恩里科·費米。他的研究生論文是關於固態物理,研究了摻雜非金屬元素的金屬中電子的運動。在讀書期間,他遇到並與一位歷史研究生伊琳·威斯曼結婚,直到她在2016年去世。
獲得博士學位後,古登諾夫在麻省理工學院的林肯實驗室工作了24年,該實驗室由美國國防部資助。他在1950年代和1960年代關於由金屬和氧化合成的化合物的研究推動了隨機存取存儲器(RAM)的發展,RAM是計算機短期數據訪問的中心。
1976年資金枯竭時,他曾短暫考慮過在伊朗研究太陽能,獲得了沙阿提供的700萬美元的資助,據塞斯·弗萊徹撰寫的一本關於電池的書《瓶中閃電》稱。但後來,古登諾夫獲得了牛津大學無機化學系主任的職位,這又是一個在書面上看起來他似乎不適合的職位,因為他在研究生階段從未學過化學課程。就是在牛津,他將注意力轉向了電池,因為1973年的石油危機引發了他對替代能源形式的興趣。
所有電池,從1799年亞歷山德羅·伏爾泰發明的第一種電池開始,都由三個組成部分組成:兩個電極 —— 分別稱為陽極和陰極 —— 之間有一個允許帶電原子粒子離子流動的電解質。鋰是宇宙中最輕的金屬,一個可以使用鋰離子的電池能夠在最小的空間內存儲最大量的能量。
1970年代初,埃克森科學家斯坦利·威廉漢姆開發了一種使用鋰的電池。然而,正是對使電池能量密度更高的渴望導致了威廉漢姆的電池 —— 使用鋰金屬作為陽極和硫化鈦作為陰極 —— 着火。
考慮到安全,古登納姆轉向了他在開發隨機存取存儲器時研究過的化合物:氧化物。與兩名研究生合作,他發現鈷氧化物作為優越且更安全的陰極。
然而,牛津從未為古登納姆的發明申請專利,他將其無償贈送給了一家英國核研究機構,希望其能夠商業化。後來,日本化學家吉野彰發現使用石墨作為陽極製造出更安全和更持久的電池。
這種工作的結合幫助索尼於1991年商業化了第一款鋰離子電池,取得了巨大成功。即使在今天,大多數便攜式電子產品都使用鈷氧化物陽極和石墨陰極。由於他的開創性工作,古登納姆於2019年與威廉漢姆和吉野一起被授予了諾貝爾化學獎。
1986年離開牛津大學後,古登納在德克薩斯大學奧斯汀分校任教,並繼續開發更好的電池材料。在1990年代末,他開發了一種名為磷酸鐵鋰(LFP)的新陰極材料,後來被A123 Systems LLC改進並商業化。
首先,鋰離子電池使電子產品更加便攜。現在,這項技術是全球努力減少碳排放、幫助將道路交通從石油轉移的關鍵工具。
“我不知道它們會價值數十億美元,”古登納在2019年的一次C&E News採訪中説到鋰離子電池,幾個月後成為獲得諾貝爾獎的最年長者。
隨着電池發明的價值飆升,爭端也來到了古登納的門前,根據弗萊徹的《瓶裝閃電》,他與一家加拿大公司簽訂了關於他的LFP發明的協議,該公司指控A123侵權。一名日本研究人員在古登納的實驗室工作,並根據這項工作在日本申請專利,卻沒有給他任何榮譽。他幾乎沒有直接從中獲得任何利益,甚至將賺到的少量獎金捐贈給了設立獎學金。
古登納以他的爆笑聲、對科學的奉獻精神以及通過一生教導的成千上萬名學生的極大尊重而聞名。
鋰離子電池的發展是許多人共同努力的結果,但古登納發揮了巨大作用。儘管他因在鋰離子電池上的工作而獲得了大部分認可,但這並不是他最喜歡研究的問題。相反,他告訴《自然》雜誌,研究“莫特轉變”,涉及金屬、電子和磁性的研究,給他帶來了最大的快樂。告訴Nature。
他經常給出的建議是不要過早退休,而他自己也遵循了這一建議。近年來,他致力於研究一種玻璃固態電解質,通過消除仍然困擾鋰離子電池的易燃液態電解質,使電池更安全。解決這個問題將使其發明者賺取數十億美元,儘管古登納並不在意。