圖為古迪納夫在得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的近照。他說，自己的“使命是要努力一試，看看能否在有生之年徹底改變現(xiàn)有電池技術(shù)?！眻D片來源：Brent Humphreys for The Wall Street Journal
在推動(dòng)電池技術(shù)取得下一個(gè)重大突破的競賽中，有一位不言放棄的96歲老人。
40年前，正是由于約翰·古迪納夫(John Goodenough)等人的努力，今天的手機(jī)、iPad和許多其他電子產(chǎn)品所使用的電池得以問世。他的研究讓鋰鈷氧化物參與到了電池的內(nèi)部反應(yīng)中，從而令電池變得更輕便，更強(qiáng)大。
現(xiàn)在，古迪納夫想要摒棄原先的發(fā)明，不用鈷元素，從而讓鋰離子電池的充電速度更快，續(xù)航時(shí)間更持久。今年4月份，這位二戰(zhàn)老兵與其他三人共同發(fā)表了一項(xiàng)研究結(jié)果，他說該結(jié)果目前正用于研發(fā)一款固態(tài)無鈷電池的原型。
古迪納夫說：“我的使命是要努力一試，看看自己能否在有生之年徹底改變現(xiàn)有電池技術(shù)。當(dāng)我開不了車了，不得不住進(jìn)養(yǎng)老院了，我想我就該退休了?！?
古迪納夫和他的研究伙伴稱，無鈷電池原型的初步研究成果表明，它的能量密度是鋰離子電池的兩倍。圖片來源：Brent Humphreys for The Wall Street Journal
提高電池性能是可再生能源領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵所在，這是因?yàn)轱L(fēng)和太陽等能量來源產(chǎn)生的電力供應(yīng)極不穩(wěn)定，需要把這些電力儲(chǔ)存起來，以備不時(shí)之需。電動(dòng)汽車之所以沒有大范圍流行開來，原因是電池儲(chǔ)存的能量沒有一箱油那么多。此外，消費(fèi)者也希望延長電子產(chǎn)品的電池續(xù)航時(shí)間。
自從古迪納夫在上世紀(jì)80年代協(xié)助發(fā)明了鋰離子電池以來，電池技術(shù)的發(fā)展就受到了限制。雖然眼下已經(jīng)有了無鈷電池，但功效卻比不上含鈷的鋰離子電池。
古迪納夫和他的研究伙伴布拉加(Maria Helena Braga)表示，初步研究顯示，他們所研發(fā)的電池能量密度可能是現(xiàn)有鋰離子電池的兩倍。
也就是說，電動(dòng)汽車若使用他們的電池，單次充電的續(xù)航里程是目前鋰離子電池的兩倍。古迪納夫說，這種電池的容量還會(huì)隨著時(shí)間推移而增加?，F(xiàn)在的鋰離子電池的儲(chǔ)電能力在使用過程中會(huì)逐漸下降。
古迪納夫不愿透露他在和誰一起研發(fā)新電池的原型，稱這是機(jī)密。
有些工程師對古迪納夫所描述的那種電池的功能表示懷疑，特別是電池容量可以越用越大這一點(diǎn)。
此外，古迪納夫還面臨擁有數(shù)十億美元預(yù)算的競爭對手。特斯拉(Tesla Inc.)目前正與松下(Panasonic Corp.)合作研發(fā)無鈷電池。特斯拉說，該公司最新推出的Model 3電動(dòng)汽車所用的電池已減少了鈷的用量。英國企業(yè)家戴森(James Dyson)也在研發(fā)據(jù)他說更安全、充電更快、能量密度更大的汽車電池。
古迪納夫的科研成果不是在豪華氣派的公司總部大樓里搞出來的，而是出自得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校一間滿地文件的辦公室。他是這所大學(xué)的工程學(xué)教授。這位物理學(xué)家依靠傳統(tǒng)的紙筆方式寫論文，他沒有手機(jī)——這種因他發(fā)明的電池而成為現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)代移動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品。他的座駕是一輛車齡10年的本田車，他希望這輛車能像自己一樣長壽。
古迪納夫說，他之所以想要研發(fā)新電池技術(shù)，是因?yàn)樗胫﹄妱?dòng)汽車發(fā)展，讓人類社會(huì)逐漸減少對內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴。他開的本田車用的就是內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。目前，全球第一款面向大眾市場的電動(dòng)乘用車日產(chǎn)聆風(fēng)(Nissan Leaf)每行駛約240公里，就需要充一次電，而汽油車可以行駛480公里到640公里才需加油。
古迪納夫與其團(tuán)隊(duì)里的研究人員一直在測試電池原型。圖為得克薩斯大學(xué)某研究中心近照。圖片來源：Brent Humphreys for The Wall Street Journal
得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校工程學(xué)教授、與古迪納夫并肩合作了33年的曼蒂拉姆(Arumugam Manthiram)說：“他對科學(xué)有強(qiáng)烈的好奇心，十分希望通過自己從事的科學(xué)事業(yè)為社會(huì)做貢獻(xiàn)?！?
古迪納夫早年的發(fā)明從未給他帶來任何經(jīng)濟(jì)利益，因?yàn)樗麑⑾嚓P(guān)專利權(quán)轉(zhuǎn)簽給了英國政府的原子能研究機(jī)構(gòu)(Atomic Energy Research Establishment，簡稱AERE)。后來日本索尼公司(Sony Corp.)實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的商業(yè)化，所有生產(chǎn)鋰離子電池的公司都要向英國政府支付專利版權(quán)費(fèi)，直到2002年這一專利權(quán)到期。
古迪納夫表示：“索尼以為我很有錢，因?yàn)樗麄兘o了AERE很多很多錢?！?
曼蒂拉姆說，古迪納夫每天早上8點(diǎn)到8點(diǎn)半來到學(xué)校，下午6點(diǎn)左右回家，周末兩天在家工作。
古迪納夫在康涅狄格州長大，父親是個(gè)常常欠債的學(xué)者，因?yàn)樗跋蛲纳鐣?huì)階層比他的負(fù)擔(dān)能力略高一些?！惫诺霞{夫不想在經(jīng)濟(jì)上拖累父親，他穿二手舊衣，還獲得了馬薩諸塞州一個(gè)寄宿學(xué)校的獎(jiǎng)學(xué)金。他雖有讀寫障礙，但成績優(yōu)異，后進(jìn)入耶魯大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。
二戰(zhàn)期間，古迪納夫以氣象師的身份在美國陸軍航空部隊(duì)服役。等待服役期間，他讀了英國哲學(xué)家懷特海(Alfred North Whitehead)所著的《科學(xué)與現(xiàn)代世界》(Science and the Modern World)，并深受鼓舞。
古迪納夫說：“當(dāng)時(shí)有一種極其強(qiáng)烈的愿望涌上心頭，這愿望便是，‘從戰(zhàn)場歸來后，但凡有機(jī)會(huì)，我就去讀研究生，我應(yīng)該學(xué)物理?！?
二戰(zhàn)結(jié)束后，古迪納夫被美國政府選中，成為少數(shù)幾個(gè)可以繼續(xù)攻讀物理或數(shù)學(xué)專業(yè)的退伍軍人之一。他選擇了物理。
在芝加哥大學(xué)，他遇到了后來與之白頭的妻子艾琳(Irene)。艾琳鼓勵(lì)他申請英國牛津大學(xué)的教授職位，在那里他建立了研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)明了鋰離子電池。艾琳因患阿茨海默癥于兩年前去世。
為研發(fā)鋰離子電池替代品而奮斗不止的古迪納夫目前還帶著一個(gè)材料科學(xué)和工程專業(yè)的24歲博士生。他說這是自己的最后一個(gè)博士生。
Nick Grundish說：“古迪納夫說我是他的關(guān)門弟子，但似乎每隔幾年他都會(huì)這么講，然后繼續(xù)招新生?！?
在談到對電池技術(shù)的探索何時(shí)停歇時(shí)，古迪納夫說：“當(dāng)我開不了車了，不得不住進(jìn)養(yǎng)老院了，我想我就該退休了?！眻D片來源：Brent Humphreys for The Wall Street Journal
