諾貝爾獎的官方聲明寫道:“他們為無線和無化石燃料的社會創造了適當的條件,從而為人類帶來了最大的利益。”
我們都很熟悉鋰離子電池,即智能手機、筆記本電腦、相機、其他移動數碼產品和電動汽車中的電池。
重量輕,可充電,功能強大。
可以說,沒有鋰離子電池,就沒有電子智能社會如此廣泛而迅速的發展。
(光是想到手機總是沒電就讓人崩潰!)
所以,這些科學家獲獎,名副其實,眾望所歸。
其中,97歲的“鋰電池之父”約翰·古德諾(John B. Goodenough)成為歷史上最年長的諾貝爾獎得主。
老頭,硬核!
然而Goodenough從小就不是壹個有明確遠大誌向的人。
雖然他的名字足夠好,但他的壹生幾乎都被各種不夠好的意外所驅動。
古德諾1922出生於德國耶拿,童年在美國康涅狄格州紐黑文度過。
他的童年並不精彩,父母感情不好,不關心他。雖然他家境殷實,但家庭氣氛十分壓抑緊張。
在他的自傳中,他提到了幾個對他來說很重要的關系:兄弟姐妹、壹只狗、壹個家仆和壹個以前的鄰居。
但他的父母不在這個名單上。
他甚至壹度患有誦讀困難癥,總是獨自跑進叢林,整天觀察動物和植物,捕捉蝴蝶和土撥鼠。
我曾經因為剝了壹只臭鼬(黃鼠狼)的皮,被禁止上桌吃飯。(我猜是因為他身上的味道太難聞了。)
後來Goodenough的父母離婚了。
古德諾努力學習,考上了耶魯大學(相當於中國的清華北大)。
但當他報道學校開學時,他父親只給了他35美元。
當時耶魯的學費是壹年900美元。
古德諾咬咬牙,拿著35美元走出了家門。
今天妳不理我,明天我讓妳高不可攀。
從此,古德諾沒有向父母要過壹分錢。他靠給富家子弟做家教和做兼職來養活自己。
1930年代的耶魯大學
在耶魯讀書的時候,他非常不小心的轉了專業。
大壹的時候學古典文學,轉到哲學系。我為了拿學分學了化學,然後轉到了數學系。畢業時,我獲得了數學學士學位。
他選擇數學是因為當時他還是誦讀困難,所以他排除了所有必須讀太多的專業。
耶魯大學是不是太縱容學生了?
古德諾畢業後,第二次世界大戰爆發。
工作是不可能的。他必須參軍去打仗。
本準備為國捐軀,所以他的上級派他去太平洋的壹個島上收集氣象數據。
前線如火如荼,他在島上安靜得像只雞,只能工作、讀書、學習。
戰後,為了安置退伍軍人,美國國會在1944通過了《美國士兵權利法案》,給予退伍軍人各種福利。
在這個法案的幫助下,Goodenough獲得了在芝加哥大學學習物理的機會。(又換專業了!)
在服役期間足夠好。
轉專業的缺點是他要從基礎上修壹些本科理科課程來補。
盡管他勤奮好學,卻被壹位教授嘲笑:任何在物理領域取得任何成就的人,在妳這個年齡就已經完成了。
的確,那個時代有很多天才。愛因斯坦26歲提出相對論,愛迪生32歲點亮白熾燈,居裏夫人36歲獲得諾貝爾獎。
古德諾博士畢業時,他30歲。
幸運的是,他的博士生導師是克拉倫斯·齊納(Clarence Zener),齊納二極管的發明者,業界翹楚。
在他的指導下,古德諾打下了堅實的理論基礎。
從芝加哥大學畢業後,他被推薦到麻省理工學院林肯實驗室,專註於固態磁學的研究,為隨機存取存儲器的發展做出了貢獻。
這項技術就是後來的計算機內存。
Goodenough以前在上班族面前很放松,但是意外又發生了。
1969年,美國國會禁止將軍事資金用於與特定軍事職能無關的研究項目。
古德諾的實驗室由美國空軍資助,但他的研究項目與之無關。
所以他遭遇了中年危機,丟了工作。
物理學家必須合理膳食,還清抵押貸款,為孩子的學費存錢。他是如此渴望在任何地方找到壹個家,以至於在革命前他差點去了伊朗。
這時候發生了石油危機。
看到人們在加油站排長隊,Goodenough擔心人類未來的能源使用,這是壹個大問題。
“這就是我轉而研究能源材料並被邀請到牛津大學的原因。至此,我正式成為壹名化學家。”他在未來的采訪中說。
因此,在收到牛津大學的邀請後,古德諾開始了他的能源研究。
是的,鋰電池之父54歲就開始研究怎麽做電池了。
牛津大學時期
1976年,也就是Goodenough搬到牛津的那年,M. Stanley Whittingham發明了可充電的鋰離子電池。
是的,維廷漢姆是今年諾貝爾化學獎的第二位獲得者。
然而,雖然Wittingham的電池是電池行業的壹次飛躍,但有壹個嚴重的問題:過度充電容易爆炸。這意味著這項技術還不能真正投入大規模商用。
幸運的是,四年後,Goodenough發現了鈷酸鋰材料。
由鈷酸鋰電極制成的鋰離子電池安全可靠,可使鋰離子電池具有更小的體積、更大的容量和更穩定的使用模式。
原理如下:
妳明白嗎?如果我不懂那就太好了,因為我也不懂。
總之,這個發明很牛逼。
鋰電池完全可以投入實際應用市場,不僅可以用於緊湊型設備,還可以為大型設備供電。
但是因為之前的爆炸,沒有人願意去碰這個領域。牛津甚至不願意幫忙申請專利,交給了壹個政府實驗室。後來專利被日本索尼買走了。
1991年,索尼通過放入Goodenough的鈷酸鋰陰極和阿基拉·吉野(第三位獲獎者)開發的陽極,制成了世界上第壹個商用鋰離子電池。
在不到十年的時間裏,鋰離子電池席卷了市場上的其他競爭產品:手機、相機、電腦、無數設備都搭載了Goodenough發明的鋰鈷氧化物鋰離子電池。
如今,鋰離子電池的全球市場規模已經達到350多億美元。
Goodenough沒有從中獲得任何利益,因為它沒有申請專利權。
他對此並不太在意:“反正我做的時候也不知道會這麽值錢。我只知道這是我應該做的事情。”
視金錢如糞土的大老板們,請接受我的崇拜(要是我能拿到專利權就好了。啊啊啊~ ~)
本來,在牛津當教授是壹件值得尊敬的事情。而且牛津有65歲強制退休政策。只要呆到65歲,Goodenough就可以領取豐厚的養老金,白天帶孫子孫女,晚上跳廣場舞。
然而,為了繼續他的研究,在64歲時,他跳槽去了德克薩斯大學。
老馬潛伏,誌在千裏。
爺爺,我才64歲。我很年輕,我有很多電。
果然,老人和他研究的電池壹樣長就待機,充電5分鐘,工作30年。
75歲時,他制成了壹種新材料——磷酸亞鐵鋰,這種材料比鈷便宜得多,也更穩定,常用於電動工具。
90歲時,他開始研究固態電池。固態電池不易燃燒,能量密度至少是目前鋰離子電池的三倍,循環壽命長。與此同時,充電速度從幾個小時大幅縮短到只有幾分鐘。
如果成功商業化,電動汽車的未來將被徹底改寫。
96歲時,古德諾表達了兩個願望:
首先,他希望能活到最後壹個和他在壹起的博士生拿到博士學位。以防萬壹,他四年不收博士生。
其次,他希望活著看到他的研究第二次改變世界。
97歲時,古德諾獲得了諾貝爾化學獎。
然而,當委員會宣布獲獎者時,卻無法與他取得聯系。
因為古德諾當時在倫敦,接受英國皇家學會的科普利獎章——世界上最古老的科學獎章,他沒有時間接諾貝爾委員會的電話。
顧名思義,只要妳足夠優秀,諾貝爾就會給妳頒獎,妳還得拿著愛的號碼牌排隊。
在後來接受《自然》采訪時,他說:“我非常感謝獲得這個榮譽,這太棒了。但我還是以前的我。”
到現在(2019),97歲的古德諾仍然是德克薩斯大學奧斯汀分校機械工程和材料科學領域的教授。
對於他跌宕起伏、波瀾壯闊的壹生,他只用了壹句話來形容:
“我們有些人就像烏龜,壹路慢慢走,壹路掙紮,到了三十多歲還是找不到出路。但是烏龜知道他必須走下去。”
父親,我向您致敬。