2019年诺贝尔化学奖公布时,日本再度登上话题榜。今年诺贝尔化学奖颁给了三位为“锂离子电池”的发展作出卓越贡献的化学家,来自日本的研究员、化学家,旭化成名誉特别研究员吉野彰便是其中之一。
2001年,日本提出“50年拿30个诺贝尔奖”计划,时至今日已经拿了十八个诺奖,数量仅次于美国。日本能够实现平均每年拿一个诺奖除了在化学研究上持续性地投入大量经费,还得益于以众多化学研究企业为代表催生的研究员级诺奖得主。吉野彰对锂电池的研发便是在日本化工企业龙头旭化成株式会社的全力支持下完成的。
近日,我们通过电话与吉野彰聊了聊,电话里传递过来的声音,加上媒体报道中的照片,不难勾勒出吉野的形象。远在日本的吉野彰不失诙谐幽默,当说到有趣的事时,他会哈哈大笑。
给年轻人机会,挖掘有潜力的科学家
吉野彰1948年1月出生于日本大阪府吹田市,1972年取得京都大学研究生院工学研究科石油化学专业硕士学位,同年4月加入旭化成株式会社,2005年取得工学博士学位,现任旭化成名誉特别研究员。
锂电池的开发从1981年开始,源于一次机缘巧合。吉野彰最早的研究并非电池领域,而是对Polyacetylene聚乙炔材料应用领域的开发研究,研究过程中,他发现将这种材料用在二次电池最为合适,便萌生了研发锂电池的想法。
20世纪80年代,移动设备的研发非常活跃,与之相关的各行各业都在探索如何实现设备小型化、轻量化。除了他,旭化成的其他化学研究人员也敏锐地察觉到锂电池这一未被开发的市场。于是,旭化成决定以吉野彰为领头人带队做研究。
在公司的支持下,吉野彰于1985年完成锂电池研发。他通过在负极使用碳、在正极使用LiCoO2钴酸锂,研制出全球首例LIB原型的二次电池,并成功开发了将铝(AI)用于正极集电体的LIB基础技术开发及实用化所需的电极化技术、电池化技术和外围技术,实现了LIB小型、轻量新型二次电池的实用化。2005年旭化成为他成立了吉野彰研究室,让他可以自由地做研究。
旭化成品牌沟通组长荒井盛全表示,旭化成设有专家制度以挖掘有潜力的化学研究人员,在旭化成这么大范围的业务领域中,始终坚持开发更好技术的基础科研人员非常多,日后必然会像发现吉野彰一样挖掘更多有潜力的化学家、研究员。
吉野彰对此颇有同感。他笑言,“旭化成给予了充足的报酬和研发资金,这让自己可以毫无后顾之忧地做研究。旭化成还是一个时刻在挑战新事物的公司,对年轻人来说有很多机会。”
成功需要持之以恒的科研精神
与艺术一样,化学研究也需要灵感,吉野彰的灵感往往在工作外的时候迸发,可能是打网球休息的间隙发呆,也可能是打高尔夫时发呆。“工作时间之外的发呆,有时能带来灵感。”他说。
毕业就入职旭化成,由一名基础化学研究人员成长为诺贝尔奖得主这背后的成功令人颇为好奇。被问到成功的原因,他认为持之以恒的化学研究精神很重要,他说,“要有明确的目标,能够非常坚韧地朝着目标努力,即使‘撞墙’了也能比较柔软地看待问题,很好地解决问题。”
1992年,旭化成与东芝成立合资公司共同研发生产锂电池,旭化成负责提供锂电池的基础技术和隔膜材料,东芝负责量产技术的开发和产品质量的保障,吉野彰主要负责锂电池的技术改良和锂电池的用途开发。
彼时,锂电池的市场还没起来,产品推出市场后一度无人问津,这让吉野彰在精神和肉体上都压力很大,但他始终坚信这项技术会大有作为,而旭化成对锂电池的未来前景也颇为看好。三年来,他每天的工作状态基本就是早上进公司开各种会,中午拜访客户,将客户的反馈拿到实验室做分析,带领团队做技术改良,思考如何让产品更好,开发更好的技术。
锂电池伴随着IT(信息科技)革命一同成长,1995年,全球进入移动IT时代,锂电池的市场一下子被打开了,成了全球抢购风潮,手机、平板电脑等电子产品需要大量的锂电池。
依托吉野彰的锂电池技术,手机、平板电脑的体积和重量越来越小巧,汽车也向纯电动和混合动力的节能环保方向发展。锂电池的发明影响了人们生活的方方面面,奠定了人类无线、无化石燃料社会的基础。
从上世纪90年代后半期起,吉野彰便获奖无数,如1998年度化学技术奖,1999年Technology Award of Battery Division、2004年日本国“紫绶褒章”、2013年俄罗斯全球能源大奖“The Global Energy Prize”、2014年全美技术学会的最高奖项“The Charles Stark Draper Prize”(查尔斯·斯塔克·德雷珀奖)、2018年“Japan Prize”(日本国际奖)等。而诺贝尔化学奖无疑为他的履历画上了浓墨重彩的一笔。对于该项荣誉,他坦言,刚开始做锂电池研发时,并没有想到会与为地球环境做贡献有关,今后重要的是通过可再生能源的储存系统等,为环境问题提供出色的解决方案。
吉野彰对锂电池的未来十分期待,他说,“目前锂电池主要应用在智能手机方面,未来一定会在电动汽车领域大有作为,而这也需要汽车厂商积极地普及电动汽车。”