【2019諾貝爾獎】「為世界充電！」　美日英3國鋰離子電池之父共享化學獎尊榮

「他們為世界充電！（They created a rechargeable world.）」瑞典皇家科學院秘書長漢森（Göran K. Hansson）9日緩緩說出2019年諾貝爾化學獎（3位）得主的貢獻。

根據諾貝爾獎基金會9日公告，2019年諾貝爾化學獎（Nobel Prize in Chemistry）得主，由英國學者惠丁漢（M. Stanley Whittingham）、美國德州大學學者古迪納夫（John B. Goodenough）和日本學者吉野彰（Akira Yoshino）三人，因對鋰離子電池（Lithium-ion battery）的發展貢獻，共同榮獲諾貝爾化學獎肯定。

得主之一現年97歲的古迪納夫也打破了2018年物理學獎得主阿什金（Arthur Ashkin）的紀錄，成為諾貝爾至今最年長的得獎者。

The 2019 #NobelPrize in Chemistry has been awarded to John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham and Akira Yoshino “for the development of lithium-ion batteries.” pic.twitter.com/LUKTeFhUbg

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2019年諾貝爾化學獎主要獎勵鋰離子電池（lithium-ion batteries）的開發，鑒於目前這種輕巧、可充電且功能強大的電池已廣泛運用於包括手機到筆記本電腦、電動車的所有產品，更甚者，鋰離子還可儲存太陽能、風能等巨量能源，讓「無化石燃料社會（fossil fuel-free society）」成為可能。

鋰離子電池為全球的行動電子設備供電，人們利用這些設備進行通訊、工作、學習、聽音樂和尋找知識，此外，鋰離子電池讓遠程電動車的發展、可再生能源（如太陽能和風能）的能量儲存成真。

1970年代奠基

鋰離子電池的基礎是在1970年代的石油危機期間奠定的。

得主之一的惠丁漢出生於1941年12月22日，現年77歲的他畢業於牛津大學（Oxford University），目前任職於美國紐約州立大學（State University of New York）系統的賓漢姆頓大學（Binghamton University）材料研究所主任。 

惠丁漢致力開發無化石燃料的能源技術，他開始研究「超導體（superconductors）」，過程中發現了一種極富能量的材料，並將其用於創新的鋰離子電池中，這種材質由二硫化鈦（titanium disulphide）製成，可以容納、嵌入鋰離子。

鋰離子電池的陽極由金屬鋰製成，具強大釋放電子（electrons）的動力，但是，金屬鋰電池具反應性，爆炸性太大而無法實際使用。

另兩位得主古迪納夫、吉野彰解決了這個問題。

Lithium-ion batteries won a #NobelPrize. Lithium-oxygen batteries are promising candidates for the next generation — but they're not there yet. https://t.co/zuLBXkSs0X

— Science News (@ScienceNews) October 9, 2019

1985年出現商業用鋰電池

古迪納夫當時經過反覆試驗，終於在1980年發現嵌入鋰離子的氧化鈷（cobalt oxide）可以產生高達4伏的電壓，這項重要的突破在吉野彰手中發揚光大。

吉野彰以古迪納夫的陰極為基礎，於1985年製造出全球首顆可量產的安全鋰離子電池，不同的是，吉野彰並未在陽極中使用鋰，而是使用了石油焦炭（petroleum coke），這種材料能像陰極氧化鈷一樣嵌入鋰離子，但更穩定。

鋰離子電池的優點在於，供電時並非分解電極的化學反應，而是由鋰離子在陽極、陰極間的流動供電。

自1991年，鋰離子電池首次進入全球市場以來，鋰離子電池徹底改變了人們的日常生活至今，更奠定了無線（wireless）、無化石燃料社會的基礎，造福人類。

現年97歲的古迪納夫出生於1922年7月25日，仍任教於美國德州大學奧斯汀分校（University of Texas at Austin）機械工程和材料科學系，吉野彰出生於1948年1月30日，現年7１歲的他目前任教於日本名城大學（Meijo University）教授。

BREAKING | Japan's Yoshino wins Nobel Prize for lithium-ion battery workhttps://t.co/rVSEIpXq6c

— Nikkei Asian Review (@NAR) October 9, 2019

諾貝爾標竿：居禮夫人

歷屆化學獎中，首屆獎項於1901年，因發現溶液滲透壓的貢獻，頒發給荷蘭科學家范托夫（Jacobus Henricus van 't Hoff）；唯一獲得兩次化學獎的得主，是英國籍劍橋大學（St John's College, Cambridge）教授桑格（Frederick Sanger），分別在1958和1980年獲獎。而桑格成為繼居禮夫人（Marie Skłodowska-Curie）之後，第4位兩度獲得諾貝爾獎的科學家。

歷史上僅有４位女性化學獎得主，1911年獲獎的居禮夫人是廣為人知的女性桂冠。

1903年，居禮夫人與夫婿皮埃爾‧居禮（Pierre Curie，1906年歿）、法國物理學家貝克勒爾（Henri Becquerel）同獲諾貝爾物理獎，1911年，再度因發現釙（Po）和鐳（Ra）元素榮獲諾貝爾化學獎，成為自1901年諾貝爾獎設立以來，首度獲得兩個不同獎項的得主。

居禮夫人的長女伊菡（Irène Joliot-Curie）、女婿約李奧（Frédéric Joliot）也因首先發現人造放射性元素，於1935年獲得諾貝爾化學獎。

When Marie Curie was awarded the 1911 Nobel Prize in Chemistry she became the first person ever to receive two Nobel Prizes.

She had previously received the Physics Prize for her work on radioactivity.#NobelPrize pic.twitter.com/3ueMvur8TP

— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 9, 2019

The youngest Chemistry Laureate is Frédéric Joliot who was 35 when he received the Nobel Prize alongside his wife Irène Joliot-Curie (pictured right).#NobelPrize pic.twitter.com/nVgzueSICv

— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 9, 2019

2018年的諾貝爾化學獎由美國科學家雅諾（Frances H. Arnold）、史密斯（George P. Smith）、英國科學家溫特（Gregory P. Winter）以「透過定向演化產生的酵素，製造生質燃料和藥品，並利用噬菌體展示技術演化出的抗體，對抗自體免疫疾病」的研究共用當年的諾貝爾獎，3人的研究對於治療轉移性癌症貢獻卓越。

雅諾是諾貝爾化學獎有史以來的第5位女性得獎科學家，居禮夫人則為史上第一人。

性別失衡引爭議

諾貝爾物理獎、化學獎均由瑞典皇家科學院（Kungliga Vetenskapsakademien）評判，生物、醫學獎則由瑞典皇家卡羅林醫學院（Karolinska Institute）評定，文學獎由瑞典文學院（Svenska Akademien）評選，和平獎另由挪威議會（Stortinget）選出，經濟獎委託瑞典皇家科學院評定。

每個獎項的評審委員會由5人組成，3年一屆，各階段的評選、表決都是秘密進行，諾貝爾獎一般只頒給個人，但和平獎例外，可以授獎予機構，各獎項的得獎候選人只能在生前被提名，但獎項卻可在得獎者死後授予。

綜觀諾貝爾獎歷史，得主多為白人男性，引發了關於評選偏見的爭議。

據《自然》（Nature）雜誌的報導，針對得主性別、種族比例失衡的問題，瑞典皇家科學院的秘書長、同時也是生物醫學家漢森表示，院方已採取相關措施改善，若外界仍覺不夠，將為此付出更多努力。

作為全球化學界最高榮譽，從1901年迄今已頒發109次，有178位得主

每年10月由瑞典皇家科學院（Royal Swedish Academy of Sciences）遴選公布，用以表彰在化學界最傑出的科學家，化學獎亦是根據諾貝爾（Alfred Nobel）本人於1895年留下的遺囑中，利用其遺產所設立的5個諾貝爾獎之一。

2019年諾貝爾獎名單公布時間表：

生理/醫學獎：塞門扎、威廉凱林和拉特克利夫

物理學獎：皮布爾斯、麥耶和奎洛茲

化學獎：古迪納夫、惠丁漢和吉野彰

文學獎：10日19時

和平獎：11日17時

經濟學獎：14日17時45分