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諾獎得主“鋰電池先驅”吉野彰:如果沒選化學,他也許會去考古發掘

“‘喜歡才能擅長’不一定都能實現,但是如果小孩子產生了興趣就會一直保持關注,而且越來越擅長。”

10月10日,吉野彰在抵達日本旭化成公司時受到公司員工的熱情歡迎。圖片來源:視覺中國

記者 | 田思奇

10月9日(周三),瑞典皇家科學院宣布,將2019年度的諾貝爾化學獎授予約翰·B·古迪納夫、M·斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰,以表彰他們在鋰離子電池研究領域的成就,稱他們創造了“可充電的世界”。

其中,旭化成公司的研究員吉野彰成為第27位來自日本的諾貝爾獎得主(含美籍),也是日本第2位獲得諾獎的企業研究者。

在得知獲獎后舉行的記者會上,吉野被問及作為一名研究者最重要的條件是什么時,他回答道:“頭腦要足夠的靈活”、“不到最后決不放棄”。

兒時愛考古、愛實驗

許多諾貝爾獎得主擁有多學科背景和廣泛的興趣,吉野彰也是如此。少年時代的他不僅喜歡化學實驗,還熱衷于考古。

今年71歲的吉野彰出生于日本大阪府吹田市,在府立北野高中就讀時曾協助遺跡發掘,考入京都大學后也加入了考古學研究會。他與同齡的妻子久美子也是通過考古學相識相知。

《日本經濟新聞》介紹,吉野彰還參與了已成為史跡公園的京都市樫原廢寺的發掘工作,他撰寫的發掘調查報告已被收藏于日本國會圖書館。

吉野彰在很小的時候也對化學產生了興趣。小學四年級時,班主任為他推薦了英國化學家法拉第所著的《蠟燭的故事》。在周三的記者會上,吉野彰回憶道:“蠟燭為什么會燃燒?為什么火焰是黃色的?書上的這些問題,讓還是孩子的我內心感到化學非常有趣。”

吉野彰還說:“‘喜歡才能擅長’不一定都能實現,但是如果小孩子產生了興趣就會一直保持關注,而且越來越擅長。”因為他喜歡化學,吉野彰經常利用身邊的材料做實驗,比如他曾把清洗廁所的鹽酸潑在撿來的鐵塊上,看到產生很多白色的泡沫,感覺很有意思。

對于在研究生院攻讀的量子有機化學專業,吉野彰也感覺“有些地方與考古學的研究方法相通”。當時的他很仰慕同系的教授福井謙一,后者在1981年成為日本第一位諾貝爾化學獎獲得者。

頭腦靈活,決不放棄

1972年,吉野彰進入旭化成公司工作。他的早期任務并非開發新型電池,而是研究另一位日本化學家——日后也成為諾獎得主的白川英樹開發的導電性高分子聚合物聚乙炔的業務應用。

在同一時期,鋰電池研究也走上發展的軌道。今年與吉野彰共同獲獎的惠廷厄姆在1970年代發現了鋰離子電池的基本原理。基于這一發現,另一位獲獎者古迪納夫致力于鋰電池正極的開發,并于1980年代發布了鈷酸鋰的相關研究成果。

在研究的過程中,吉野彰也感覺手頭的一些成果“好像可以用于電池的負極材料”。之后,他開始尋找與之配對的正極材料,并應用了古迪納夫的研究成果。

不過,聚乙炔與鈷酸鋰相配合制作的電池很難實現小型化。吉野為此改變了方針,決定將碳材料用于負極,在旭化成公司內部也剛好有不錯的材料。由此,鋰電池的原型正式確立,吉野彰在1985年取得了有關專利。

吉野彰在日本接受媒體采訪時表示,與97歲的古迪納夫相比,自己還算是個孩子。在兩人的長期合作中,“他就像對待自己的兒子一樣,很好地照顧我”。此外,吉野彰也稱贊古迪納夫近百歲高齡仍然堅持科研。

鋰電池產業競爭加劇

據吉野彰透露,開發鋰電池后,起初3年完全賣不出去,他的身心壓力都很大。但幸運的是,鋰電池迎來與IT革命共同發展的時代,1991年,索尼在全球率先推出商用鋰離子電池,如今后者已廣泛應用于手機和筆記本電腦領域。不過受新能源汽車發展帶動,動力電池已成為增長最為強勁的細分領域。

在正極材料、負極材料、電解液和絕緣材料(隔離層)方面,日本材料廠商仍具有優勢。吉野所屬的旭化成截至2018年仍是世界最大的絕緣材料制造商。在以鎳和鈷作為原料的正極材料領域,住友金屬礦山正面向純電動汽車擴大銷售。日立化成、三菱化學與昭和電工涉足以石墨為主要原料的負極材料。電解液方面,特別是在面向純電動汽車等汽車方面,三菱化學份額為世界首位。

然而據界面新聞此前報道,在新能源汽車的政策鼓勵下,中國鋰電池產業規模近兩年迅猛增長。自2015年起,中國鋰電池產業超過韓國、日本躍居至全球首位,并逐步拉大差距。

《2019鋰離子電池產業發展白皮書》顯示,全球鋰電池產業主要集中在中、日、韓三國。GGII調研數據顯示,中國擁有豐富的鋰資源和完善的鋰電池產業鏈,是全球最大的鋰電池材料和電池生產基地。

對于中國和韓國正在崛起的鋰電池產業,吉野彰也在獲獎后對《日本經濟新聞》回應稱:

在手機和個人電腦等方面,以前日本很有優勢。在日本制造所需電池是合理的。如今手機和個人電腦已轉向海外。即使日本的企業仍然存在,也是在中國生產。特意在日本制造電池顯得奇怪,沒有辦法。

用于鋰離子電池的隔離層、正極和負極等業務仍表現強勁。只要能控制核心技術就好也是一種想法。雖然能控制(貼近消費者的)下游最理想。”

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