约翰·古登诺夫,锂离子电池先驱,去世,享年100岁 - 彭博社
Akshat Rathi
约翰·古登诺
摄影师:丹尼尔·利亚尔/法新社/盖蒂图片社
约翰·古登诺,一位开创性的研究者,帮助改变了锂离子电池,于周日去世,享年100岁。
他的发明帮助发展了现代计算机并使锂离子电池商业化,触及了地球上每个人的生活。然而,很少有人认识他,他的工作并没有给他带来财富,尽管他在晚年获得了诺贝尔奖。这一切都不会困扰古登诺,因为他一直在开发更好的电池,直到生命的尽头。他数十年的工作和创新现在是推动世界车辆和能源系统脱碳竞赛的基石。
BloombergGreen埃克森美孚将对加利福尼亚资产进行25亿美元减记中国比亚迪如何击败特斯拉美国面板制造商挑战拜登的太阳能关税豁免南非蓝图提出解决能源危机的方案古登诺于1922年出生在德国,父母是美国人,他的一生可以概括为发现自己身处陌生地方,但仍然能够出色表现。他在康涅狄格州纽黑文长大,靠近耶鲁大学,他的父亲在那里教授宗教史。在他的2008年自传恩典的见证中,他回忆起一个由疏远父母和“深深的伤痛”组成的童年。
12岁离开家去私立寄宿学校后,他学习了拉丁文和希腊文,学会了应对阅读障碍,并赢得了耶鲁大学数学奖学金。然后是第二次世界大战,根据他的数学导师的建议,他报名成为气象学家,而不是上前线。古登诺在美国空军服役了将近三年,先是在纽芬兰,然后是在北大西洋群岛亚速尔群岛。
在他回来后,他发现他的耶鲁大学导师已经为他推荐了一份在芝加哥大学的研究生奖学金,他选择了在那里学习物理,尽管他在本科阶段只修过基础课程。在那里,他师从著名物理学家,包括曾参与曼哈顿计划开发原子弹的恩里科·费米。他的研究生论文是关于固态物理,研究了掺杂非金属元素的金属中电子的运动。在读书期间,他遇到并与一位历史研究生伊琳·威斯曼结婚,直到她在2016年去世。
获得博士学位后,古登诺夫在麻省理工学院的林肯实验室工作了24年,该实验室由美国国防部资助。他在1950年代和1960年代关于由金属和氧化合成的化合物的研究推动了随机存取存储器(RAM)的发展,RAM是计算机短期数据访问的中心。
1976年资金枯竭时,他曾短暂考虑过在伊朗研究太阳能,获得了沙阿提供的700万美元的资助,据塞斯·弗莱彻撰写的一本关于电池的书《瓶中闪电》称。但后来,古登诺夫获得了牛津大学无机化学系主任的职位,这又是一个在书面上看起来他似乎不适合的职位,因为他在研究生阶段从未学过化学课程。就是在牛津,他将注意力转向了电池,因为1973年的石油危机引发了他对替代能源形式的兴趣。
所有电池,从1799年亚历山德罗·伏尔泰发明的第一种电池开始,都由三个组成部分组成:两个电极 —— 分别称为阳极和阴极 —— 之间有一个允许带电原子粒子离子流动的电解质。锂是宇宙中最轻的金属,一个可以使用锂离子的电池能够在最小的空间内存储最大量的能量。
1970年代初,埃克森科学家斯坦利·威廉汉姆开发了一种使用锂的电池。然而,正是对使电池能量密度更高的渴望导致了威廉汉姆的电池 —— 使用锂金属作为阳极和硫化钛作为阴极 —— 着火。
考虑到安全,古登纳姆转向了他在开发随机存取存储器时研究过的化合物:氧化物。与两名研究生合作,他发现钴氧化物作为优越且更安全的阴极。
然而,牛津从未为古登纳姆的发明申请专利,他将其无偿赠送给了一家英国核研究机构,希望其能够商业化。后来,日本化学家吉野彰发现使用石墨作为阳极制造出更安全和更持久的电池。
这种工作的结合帮助索尼于1991年商业化了第一款锂离子电池,取得了巨大成功。即使在今天,大多数便携式电子产品都使用钴氧化物阳极和石墨阴极。由于他的开创性工作,古登纳姆于2019年与威廉汉姆和吉野一起被授予了诺贝尔化学奖。
1986年离开牛津大学后,古登纳在德克萨斯大学奥斯汀分校任教,并继续开发更好的电池材料。在1990年代末,他开发了一种名为磷酸铁锂(LFP)的新阴极材料,后来被A123 Systems LLC改进并商业化。
首先,锂离子电池使电子产品更加便携。现在,这项技术是全球努力减少碳排放、帮助将道路交通从石油转移的关键工具。
“我不知道它们会价值数十亿美元,”古登纳在2019年的一次C&E News采访中说到锂离子电池,几个月后成为获得诺贝尔奖的最年长者。
随着电池发明的价值飙升,争端也来到了古登纳的门前,根据弗莱彻的《瓶装闪电》,他与一家加拿大公司签订了关于他的LFP发明的协议,该公司指控A123侵权。一名日本研究人员在古登纳的实验室工作,并根据这项工作在日本申请专利,却没有给他任何荣誉。他几乎没有直接从中获得任何利益,甚至将赚到的少量奖金捐赠给了设立奖学金。
古登纳以他的爆笑声、对科学的奉献精神以及通过一生教导的成千上万名学生的极大尊重而闻名。
锂离子电池的发展是许多人共同努力的结果,但古登纳发挥了巨大作用。尽管他因在锂离子电池上的工作而获得了大部分认可,但这并不是他最喜欢研究的问题。相反,他告诉《自然》杂志,研究“莫特转变”,涉及金属、电子和磁性的研究,给他带来了最大的快乐。告诉Nature。
他经常给出的建议是不要过早退休,而他自己也遵循了这一建议。近年来,他致力于研究一种玻璃固态电解质,通过消除仍然困扰锂离子电池的易燃液态电解质,使电池更安全。解决这个问题将使其发明者赚取数十亿美元,尽管古登纳并不在意。