【快訊】一充二充三充，你再也離不開的科技：鋰電池──2019 年諾貝爾化學獎
2019 諾貝爾化學獎頒給了 John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham、吉野彰 ，因為他們發明了鋰電池，創造了一個可以反覆充電的世界。
2019 年的化學獎由三人共同獲得，他們發明了鋰電池。圖／nobelprize
石油危機怎麼辦？那就換種電池吧！
鋰電池這種質量輕盈又可以反覆充電的電池，現在的應用面向非常廣泛，舉凡我們日常使用的手機、筆電和各式各樣電子產品。鋰電池可以存下非常大量來自太陽能、風力發電而來的能量，使得我們有可能再也不需仰賴化石燃料。
鋰電池的發明源於 1970 年代的石油危機。當時，Stanley Whittingham 嘗試找出方法，讓人們可以不再依賴化石燃料。他開始研究超導體，而後發現了一種蘊含了很多能量的原料，他將其用於鋰電池中，以創新的方式創造陰極。這種材料是由二硫化鈦所製成的，在分子大小時，具有可以容納、嵌入鋰離子的空間。
直接用鋰會爆炸！怎麼辦呢？
起初的設計陽極是由具有強反應性的金屬鋰製成，有很高的電位，足以超過 2 伏特。但也由於金屬鋰的活性太高，會讓電池太容易爆炸、無法使用。
John Goodenough 提出預測，電池陰極如果使用金屬氧化物取代硫化物，應足以達到更佳的電位。在經過一系列的研究之後，1980 年他證明了，若將嵌入鋰離子的氧化鈷（鈷酸鋰，LiCoO2）作為陰極，可以產生高達 4 伏特的電壓。這個重要的突破引出後來更有效的電池。
以Goodenough的催化反應為基礎，吉野彰則在 1985 年研發出商業可行的鋰電池。他使用以碳基材料石油焦 (Petroleum coke) 為原料的石墨作為陽極，取代金屬鋰的使用。
直接用鋰會易燃易爆炸啊！住手！圖／pixabay
輕薄電池誕生！多次充電新世界
可別小看電池，它們可是大大改變了我們的生活！圖／wikipedia
最後，他們便創造出了這種輕巧耐磨，又可以在性能降低前充電上百次的電池。鋰離子的好處在於，它們的原理並不是利用分離電極的化學反應來供電，而是利用鋰離子在陽極和陰極之間來回流動。
總而言之，鋰離子電池自從 1991 年進入市場後，便大幅改善了我們的生活，也為未來無線、無化石燃料的世界打下了重要的基礎，可說是造福人類的一項重要發明。
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