诺贝尔化学奖得主吉野彰：2050年加油站将会消失

2019年诺贝尔化学奖得主吉野彰近日在上海接受记者采访。本报记者崔立勇/摄

中国发展改革报社记者 | 崔立勇

76岁的吉野彰身材略显单薄，眼神清澈，在上海的旭化成中国总部接受记者采访时回答问题一丝不苟，笑起来像个孩子。

1985年，吉野彰克服诸多技术难题，确立了锂离子二次电池（LIB）的基本概念，在旭化成开发出了世界上第一块现代锂离子电池，推动世界由此跨入“移动IT社会”。2019年，瑞典皇家科学院为吉野彰等3名学者颁发该年度诺贝尔化学奖，表彰其在锂电池领域的贡献。

手机、数码相机、笔记本电脑、电动汽车……在数不清的产品中，锂电池都是不可或缺的重要部件，如今人类的“移动”须臾离不开锂电池。在吉野彰获得诺贝尔奖之后，曾有媒体这样报道：“如果没有他，可能就不会有手机和笔记本电脑。”

“说实话，这些发展出乎我的预料。开始研究时，我完全想象不到，‘移动IT社会’能发展到现在这种程度。”吉野彰对本报记者表示。

“一根线”牵引锂电池走过40年

尽管电池行业发展之快令人始料未及，但是吉野彰回顾过去近40年的发展脉络，隐约感觉有“一根线”将一切串联起来。

20世纪80年代，锂电池研发成功后被用在索尼的随身听上。边走路边听音乐，逐渐成为很多人的习惯。但在吉野彰看来，对于锂电池而言，随身听的市场规模并不大。在此之后，索尼的新款8毫米手持摄像机面世，锂电池凭借体积小、能量密度高、安全性高等特性，助力摄像机实现小型化和轻量化，摄像机也成为锂电池的重要应用领域。吉野彰说，摄像机市场仍在，但是而今仅占锂电池市场份额的0.1%。随后，锂电池市场被接连涌现出来的数码相机、手机、笔记本电脑占领，锂电池需求开始呈几何级增长。

从随身听到摄像机，从手机到笔记本电脑，锂电池一步一步深入到千家万户，应用越来越广。

吉野彰回忆，他最初的研究其实与电池无关。他起步的研究是一种名为聚乙炔的具有导电性的高分子材料。在1980年前后，全球都非常关注这种可以应用于半导体、太阳能发电等领域的新材料。

在同一时期，新型二次电池、小型轻量电池的研究也非常广泛，但是商品化屡屡失败。将聚乙炔用于电池会达到什么样的效果？吉野彰着手进行这样的尝试。在研究中，他发现，新型二次电池若想实现商品化，找到新的负极材料才是问题的关键。经过对电池材料的大量分析，吉野彰最终将聚乙炔切换成碳材料作为负极，将含有锂离子的金属氧化物用于正极，最终研发成功锂电池。

汽车电动化趋势不会改变

吉野彰说，“20年”是汽车产业的一个铁律——一项技术在其他领域使用20年，积累了丰富的经验，才会被汽车产业真正采用。

锂电池恰恰符合这一规律。自20世纪90年代锂电池逐渐应用在手机、笔记本电脑等领域，到2010年底全球首款量产纯电动汽车——日产聆风（Nissan LEAF）上市，整整过去了20年。

“毫无疑问，未来电动汽车将成为主流。”吉野彰认为新能源汽车渗透率不断提升的趋势是“经济的规则”。他说，目前在新车销量中，中国新能源汽车占比约30%，在全球市场比重也达到了15%。

吉野彰非常看重15%这个比重。他解释，从以往的经济发展规律看，一项新产品上市后，市场占有率一旦达到15%，就很可能出现更大飞跃。

“2050年，汽车市场需求将发生重大改变。”吉野彰还将2050年视为新能源汽车的关键节点。

“到那时候，汽车具体会变成什么样子，我很难用语言说明。但是，新能源汽车的样子将和现在完全不同。”吉野彰表示，那时候人工智能等新技术将与电动汽车深度融合。他强调，无论发生何种变化，汽车向电动化方向发展毫无疑问不会改变。

吉野彰说，预测未来是很难的，但是他还是相信，“2050年加油站将会消失。”

吉野彰表示，自问世以来，锂电池持续进行技术改良，未来还将继续沿着能量密度型和耐久性型两个方向发展下去——进一步提升电池的能量密度，这一努力仍在持续；通过采取磷酸铁锂材料等方法，提高电池的耐久性。

吉野彰认为，锂电池的下一个大市场将来自储能。进一步分析，电动汽车的锂电池性能优于储能系统所采用的锂电池，因此电动汽车锂电池的技术有望向储能转移。

可持续发展是年轻一代的绝佳机会

吉野彰上次来到中国还是七八年前。这次他不仅前往旭化成在苏州的工厂，还冒着小雨去看了看上海外滩。

统计显示，在过去20多年的诺贝尔物理、化学、生理学或医学、经济学、文学等奖项中，获得者大多数来自各国的高校和科研机构，哈佛大学、麻省理工学院、剑桥大学、加州大学伯克利分校、斯坦福大学、东京大学、名古屋大学等都是诺贝尔奖获得者的“大户”。

与之不同，吉野彰是来自企业的诺贝尔奖获得者。吉野彰出生于1948年，1972年加入旭化成工业株式会社（现旭化成株式会社）。他一辈子都在这家企业工作，至今依然以该公司荣誉特别研究员的身份继续进行相关研究。吉野彰获得诺贝尔奖之后首次接受媒体采访时透露：“多亏旭化成为我提供了充足的报酬和研发经费，我才得以毫无后顾之忧地开展研究。”

旭化成是世界级综合化学公司，现在也是全球领先的锂电池隔膜制造商。在企业从事科研工作，与在高校相比有什么不同？吉野彰回答，企业和大学进行的研究，都包括基础研究和应用研究两部分，但是这两部分只是“名称”相同，“内涵”在企业和大学完全不一样。

吉野彰解释，在大学从事基础研究时，目的性不会特别强，首要是发现新技术，不需要直接考虑研究成果的用途。大学的科研人员基于大学的基础研究成果，希望能够进一步对某个成果进行开发，由此进入大学的应用研究阶段。技术的商品化和商业化在大学内部难以实现。企业基础研究的起点即大学的应用研究阶段。若进展顺利，将立刻进入企业的应用研究阶段，最终的目标直指实现新产品的商业化。

“最重要的是大学的应用研究如何与企业的基础研究进行衔接。”吉野彰说，自己对锂电池的研究始于聚乙炔材料，该材料就是在大学的应用研究中被发现的。

获得诺贝尔奖有何秘诀？吉野彰说，自己对科学研究始终充满好奇心，感觉这是非常有意思的事情，能从中获得很多的乐趣。

在吉野彰看来，自己能够获得诺贝尔化学奖有两个理由。第一，锂电池的发明为实现“移动IT社会”作出很大贡献。如今，在锂电池的帮助下，“移动IT社会”已经到来。第二，锂电池被寄予厚望，为实现可持续社会提供支持。“遗憾的是，现在可持续社会尚未实现。”他说。

实现可持续社会的目标驱使吉野彰坚持科研。谈及未来发展，他最为看重的方向之一也是锂电池的回收再利用。他坚持，随着汽车全面电动化，对电池正极材料、负极材料、电池结构的回收将随之成为必须面对的重要课题。

吉野彰介绍，目前相关的回收技术发展十分迅猛。负极材料通过水或溶剂进行还原，可以再利用；正极材料加入少许金属锂进行烧结，也基本可以还原到原来的状态。

吉野彰认为，在废旧电池拆解的过程中，务必要将正极材料和负极材料分开处理。由此他着重提醒，为了拆解时正极和负极材料不混在一起，好的电池极结构至关重要。

日本政府提出，到2050年实现“碳中和”目标，构建“零碳社会”。吉野彰表示，实现这一目标存在诸多挑战，这反过来也带来了巨大的空间和机会。在实现这一目标的路上，很多创新技术将涌现，新的企业和新的产业也将由此诞生。

“这对年轻一代来说是绝佳的机会，我希望他们能够抓住并且充分利用这个机会。”吉野彰说。