约翰 · 古迪纳夫是一名材料科学家,诺贝尔化学奖得主,也是电动汽车和手机用可充电锂电池的发明者。

19_副本

19_副本

1980年,约翰 · 古迪纳夫(John Goodenough)开发了可充电锂电池,这使他声名远扬。这种锂电池可用于电动汽车和手机等众多设备,是世界能源系统实现脱碳目标的关键。锂电池是古迪纳夫深入研究固体中金属氧化物和磁性相互作用的成果,也是他众多开创性技术之一。

20世纪五六十年代,古迪纳夫成为开发计算机固态随机存取存储器(RAM)设备的领军人物。20世纪70年代,他预测存在高温超导性(即温度超过77 K时,电流可自由流动)。 97岁时,古迪纳夫与斯坦利 · 威廷汉(Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino)凭借在锂电池领域作出的贡献,分享了2019年诺贝尔化学奖。2023年6月25日,古迪纳夫与世长辞,享年100岁。

古迪纳夫成长于毗邻耶鲁大学的康涅狄格州纽黑文市。尽管他早年有阅读障碍,但仍于1940年考取耶鲁大学,在那里学习哲学、希腊语、数学和化学。这种知识广度对他后来重视跨学科研究产生了影响。第二次世界大战期间,他在美国陆军担任气象专家。24岁时,他进入芝加哥大学攻读物理学博士学位。

古迪纳夫师从克拉伦斯 · 齐纳(Clarence Zener),在固体物理学领域取得了优异成绩。正是在芝加哥,他与后来成为爱人的艾琳(Irene)相遇。他们都信奉基督教,也因此喜结连理。在短暂考虑过接受圣职之后,约翰转而进入麻省理工学院任职,从事计算机存储器材料的研究工作。在那里,他将过去磁力相互作用背后系统的、基于经验的化学方法发展成为理性的、基于规则的古迪纳夫-金森法则。1972年,古迪纳夫在对金属氧化物进行综述时,百科全书般地阐述了过渡金属氧化物中电子的性能,并且涵盖了众多领域的技术,包括数字计算机、微电子学、光伏、激光、固态照明、超导设备和电池等。

20 世纪70年代,由于担心国际石油贸易会出现波动,古迪纳夫将目光投向了可再生能源。他的工作重点是开发可供低收入国家使用的技术。1976年,他成为牛津大学无机化学实验室负责人,并将研究重心转向锂电池——此前,埃克森石油公司的威廷汉曾研究过硫化物材料。古迪纳夫团队认识到,氧化物是更好的选择,从此开始在电池制造的电化学领域大显身手,并首次展示了基于氧化锂钴的高效可充电锂电池。此后不久,他又揭示了尖晶石型锰酸锂作为正极材料的实用性。

牛津大学要求古迪纳夫在65岁时退休。为此,他提前一年(即1986年)改换门庭,来到得克萨斯大学奥斯汀分校,开启了自己的最后一段学术生涯。他见证了高温超导性的发现(他此前就预言了这一发现),并从化学角度发表了有关高温超导材料不寻常特性的见解,但他的精力仍然主要集中在电池研究上。1997年,他发现了另一种基于锂金属磷酸盐的关键正极材料家族。

为了照顾艾琳,古迪纳夫在90多岁时有三年时间没有从事全职研究。除此之外,他的大多数时间都在工作。在获得诺贝尔奖的三年前,BBC电台的一位采访者向他提到了一个广为流传的观点,即他早就应该获得诺贝尔奖。他回答道:“是否获奖由颁奖者决定,最重要的是,你对社会到底有什么贡献?”2019年,他成为最年长的诺贝尔奖得主。

古迪纳夫身材魁梧,但和蔼可亲,彬彬有礼。他智力超群,为人低调,行事谨慎,并具有强烈的正义感。他在自传中坦言,童年时期在乡下体验的快乐和经历的磨难塑造了自己的一生,而他与妻子的共同信仰则成就了自己的一生。

资料来源 Nature