对诺贝尔化学奖获得者吉野彰的采访(前篇)| 锂离子电池可以解决环境问题吗?

 

对诺贝尔化学奖获得者吉野彰的采访(前篇)

锂离子电池可以解决环境问题吗?

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LIBTEC(锂离子电池材料评价研究中心)的吉野彰理事长(旭化成株式会社的名誉特别研究员)因研发了改变世界的锂电池而获得2019年度诺贝尔化学奖,也成为第27位获得诺贝尔奖的日本人(含日裔美国籍)。

吉野彰理事长在诺贝尔化学奖的颁奖典礼上表示,“锂离子电池代表一种解决环境问题的方案”。在本文中,吉野彰理事长将对以下问题进行解答:颁奖典礼上发言的背景,全球环境问题的解决方案,锂离子电池的未来展望,正在开发中的新一代电池——全固态电池,以及开发基地LIBTEC和DNP之间的关系等。

本文为日本DNP印刷株式会社对技术研究协会——锂离子电池材料评估和研究中心(LIBTEC)吉野彰理事长的采访。

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吉野 彰
生于1948年。取得京都大学大学院工学研究科硕士学位,大阪大学大学院工学研究科博士学位(工学)。1972年进入旭化成株式会社,从事技术领域,先后参与玻璃粘合膜,锂离子电池等的研发。2010年起至今担任现职。2017年成为担任旭化成株式会社的名誉特别研究员。2004年因在开发锂离子二次电池方面的巨大贡献而获得日本政府“紫绶奖章”,2019年获得诺贝尔化学奖,文化贡献者和文化勋章。

著作包括《锂离子电池的故事》(CMC出版,2004年),《电池引发的能源革命》(NHK出版,2017年)等。

目录

●今后的制造业应当更加注重解决环境问题,而非便利程度

●锂离子电池将引发能源革命,为实现可持续发展的社会作出贡献

●AI系统电动汽车(AIEV)将加速共享经济发展

●2025年以后,世界将发生巨大变化,新产业也将随之诞生

 

今后的制造业应当更加注重解决环境问题,而非便利程度

问:据说您的研究也与解决全球变暖问题相关。2020年1月,您就任旨在实现无碳社会的研究机构——“零排放国际共同研究中心”的负责人。因此,想了解一下您对于解决环境问题的见解。

吉野:以前,一项技术得到普及是由于其使用后能够给人们带来便利。例如,过去电动洗衣机一经上市便受到人们称赞,而且很快被人们接受,几乎每家每户都去购买,就是因为有了洗衣机之后人们洗衣服就不需要再使用冰冷的井水或搓衣板了。

但是现如今,所有产品都变得越来越高性能化和多功能化,满足了人们的各种需求。在这种情况下,即使已经了解人工智能(AI)和物联网(IoT)等最新技术可以带来更多“便利”,人们也几乎不会有很大触动了。因为大多数人都感觉现在的智能手机已经足够方便了。

今后企业若想打造出受人们欢迎的产品,不仅要追求便利性,还要赋予产品其他的附加价值。我认为“为解决环境问题做出贡献”是一个关键词。

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自工业革命以来,CO2浓度急剧上升是一个不争的事实,人类在几百年的时间里便将耗尽地球花费了20亿年才创造出来的化石燃料,这是非常可怕的。

幸运的是,现在全世界对应对全球变暖和减少环境负荷的意识逐渐加强,同时消费者也越来越关注环境问题。在使用便利性之外,对环境友好也变得重要,同时价格低廉的产品将会大受欢迎。

企业应当在便利性,环保性以及经济性之间取得平衡,展现出应对环境问题的姿态和措施。

我认为AI和IoT将实现前所未的共享经济,可以说正是为保护环境而生的技术,环保型电动汽车(EV)也将逐渐普及。

问:您认为所有的汽油车都会被电动汽车取代吗?这是非常难以想象的。

吉野:我不认为现在的汽车会100%都变成电动汽车,但是搭载AI的无人驾驶电动汽车(AIEV)有可能作为共享专用汽车逐渐普及。

如果真是这样的话,汽车行业将发生巨大变化。就像Google开发和免费提供Android操作系统最终占据全球OS市场约75%的份额一样,AIEV将来也可能会无偿共享。

重要的不再仅仅是卖车,而是如何认识移动出行,以及开展何种业务。

问:随着AIEV的发展和普及,对搭载电池的要求也会发生变化吗?

吉野:例如,现在有人提出电池需要具备快速充电功能以满足用户需求,而换做是AI自动驾驶的话,由于AI将自动预测必要的充电时间点并做出高效的时间安排,充电速度就不再成为问题了。

汽车之间将可以通过IoT或5G相互通信,因此即使电池电量耗尽了,也可以轻松找到备用车。

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另外,因为是共享的所以不必过多考虑成本问题,但是由于使用率提高,所以“耐用性”将变得重要。

假设由10个人共享,则每个人的成本负担就只是原来的1/10,但是与此同时,每辆车的“工作量也增加变为原来的10倍,因此电池寿命也必须提高至原来的10倍”,我们应认识到这种趋势的出现,在此基础上思考下一代电池应有的样子。

锂离子电池将引发能源革命,并为实现可持续发展的社会做出贡献

问:锂离子电池是怎样的一种东西,它具备什么优点?

吉野:锂离子电池可以通过充电反复利用,并且通过对电解液的设计实现了小型化和轻量化。大家身边的移动电话,智能手机和笔记本电脑等中的移动电池就是最常见的锂离子电池。

我从1981年开始参与锂离子电池研发,那时根本无法想象移动IT设备会如此普及,特别是自1995年互联网开始普及以来,IT革命使世界发生了翻天覆地的变化,适用于移动IT设备的持久耐用的小型电池成为必不可少的部分。自那之后,锂离子电池一直支持着这个时代的发展。

另外,将来最受期待的是将锂离子电池用作电动汽车的电源。这将在环境和能源领域的变革中,也可以说是在电池引发的能源革命的浪潮中,为实现可持续发展社会做出巨大贡献。

问:目前,锂离子电池在电动汽车中普及程度如何呢?

吉野:实际上,在2018年锂离子电池在电动汽车方面的需求已经反超在移动IT设备的需求。

此外,每个制造商都制定了未来五年的电池使用计划,通过计算可以得知,到2025年,电动汽车中锂离子电池的使用量将接近移动设备的10倍。

尽管如此,预计到2025年,电动汽车仅占新车销量的15%,其余的85%仍是传统的汽油和柴油车。

2025年后,世界将发生巨大变化。AIEV将凭借融合更加实用的AI和IoT等技术实现无人驾驶,颠覆人们的世界观。

AI系统电动汽车(AIEV)将加速共享经济发展

问:请问AIEV有望带来怎样的变化呢?

吉野:共享有望趋于日常化。将来,随着无人驾驶的普及,私家车的概念将消失,人们需要用车的时候,车会自动开过来。

在这种情况下,即使AIEV本身制造成本高且价格昂贵,但是因为是由许多人共享,所以个人的成本负担将大大减轻。另外,AIEV也有望为人口稀少地区的交通基础设施提供支持。

此外,AIEV也有望被用作蓄电系统。在社会中有效利用不依赖火力发电的可再生能源的过程中,蓄电系统尤为重要,如果城市中的AIEV可以得到有效利用,那么就无需进行大规模的基础设施投资。

问:通过使产品得到充分利用,有望对环境和经济带来积极影响。

吉野:人类制造的产品中,部分产品的使用率并不高。

太阳能电池就是一个例子。大多数情况下,太阳能电池每天仅工作约8个小时,剩余的16个小时不发挥作用。

有人转换了思维方式,尝试研究出一种技术,在通常不会在屋顶安装太阳能电池的大雪地区,将白天发电产生的电量用于夜间融化积雪,从而不需要专门清理积雪。

在想要推广新技术却遇到成本瓶颈的情况下,即使很难将制造成本降低一半,如果通过改变使用方法和概念等思维方式可以创造出2倍的价值的话,那么也是值得投资的。

2025年后世界将发生巨大变化,新产业将诞生

问:您认为锂离子电池以及整个世界未来会如何变化呢?

吉野:我认为一直到2025年,锂离子电池仍会按照目前的计划继续普及,但在那之后将是一个完全不同的世界,人们会开始寻求不同的电池特性。

实际上,现在世界的发展,也是1980年代锂离子电池刚开始开发时所无法想象的。5年或10年后,世界也会发展成现在的我们所无法想象的吧。

那时,将会出现统治全球的新企业和新行业,例如当前的谷歌、苹果、脸书、亚马逊(GAFA)。我希望它诞生于日本。

问:您会给新时代的年轻人什么建议?

吉野:世界即将迎来转折点,我认为这对于年轻人来说是非常好的机会。为了抓住这个机会,必须要着眼于未来磨练自己的能力。

我经常对年轻人说,请投资35岁时的自己。

35岁前后是人已经具备一定阅历,也握有一定资源的年纪。历年的诺贝尔奖获得者开始进行获奖研究时的平均年龄是36.8岁,我当时是33岁。

为了能从35岁左右开始干一番大事业,不能靠别人督促,而应该学会自己思考应该为之如何努力学习,并付诸行动。首先要坚定一个目标,接下来需要的就是坚持不懈的努力。我认为,人生应该设定一个个的目标,并朝之努力。屏幕快照 2020-04-30 下午10.02.56

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(文中图片皆来自dnp.co.jp )

明天的文章将介绍正在研发的新一代全固体电池,以及开发基地LIBTEC和DNP之间的关系等问题,敬请期待!

(未完待续)


参考日本报道原文:https://www.dnp.co.jp/media/detail/10158074_1563.html

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