研發鋰離子電池 英美日3專家奪化學諾獎

【本報綜合報道】二○一九年度諾貝爾化學獎得主周三(9日)揭曉,德裔美籍固體物理學家古迪納夫(John B. Goodenough)、英國化學家惠廷厄姆(M. Stanley Whittingham)及日本化學家吉野彰,因發展可重複充電的鋰離子電池而共享殊榮,年屆九十七歲的古迪納夫更成為最高齡得獎者。瑞典皇家科學院形容發明是革命性,廣泛應用在手機、手提電腦、電動車,方便人類交流,讚揚三人為無線及取代化石燃料的社會奠基。

70年代能源危機 催生研究

人類於鋰離子電池面世時,大多依賴石油等化石燃料發電。直至一九七○年代,全球爆發能源危機,各國開始研究替代能源,現年七十七歲的惠廷厄姆原於史丹福大學進行博士後研究,其後加入美國石油公司埃克森美孚從事研究工作,期間發現鉀離子可影響二硫化鉭的傳電性能,兩者互動能產生驚人電量。他後來以二硫化鈦為電池陰極物料,可釋出電子的金屬鋰則為陽極物料,製成有兩伏特電力的鋰離子電池原型。

惠廷厄姆隨即到公司總部推銷發明,其後決定量產,但電池面世初期容易短路爆炸,促使他於七六年在金屬鋰加入鋁提高安全度。八○年代油價大跌,埃克森美孚叫停了計劃,一直有留意惠廷厄姆研究的古迪納夫於是承接改良工作。

為開發有更大能量的鋰離子電池,古迪納夫以鋰氧化鈷為陰極,令電池電力翻倍至四伏特。

吉野彰則以古迪納夫的技術為基礎,製成首個商用鋰離子電池。他成功剔除電池中的純鋰,改用碳材料石油焦為陽極,於八五年發明出輕巧、耐用、可充電數百次的鋰離子電池。三人平分將平分九百萬瑞典克朗(約七百一十六萬港元)獎金。