John B. Goodenough - John B. Goodenough

John B. Goodenough
John B. Goodenough (oříznuto) .jpg
Goodenough v roce 2011
narozený
John Bannister Goodenough

(1922-07-25) 25. července 1922 (věk 98)
Jena, Německo
Vzděláváníuniverzita Yale (BS )
University of Chicago (SLEČNA, PhD )
Známý jakoLi-ion dobíjecí baterie
Goodenough – Kanamori vládne
(RAM) paměť s náhodným přístupem
OceněníJaponská cena (2001)
Cena Enrica Fermiho (2009)
Národní medaile vědy (2011)
Medaile IEEE za environmentální a bezpečnostní technologie (2012)
Cena Charlese Starka Drapera (2014)
Cena Welch (2017)
Copley medaile (2019)
Nobelova cena za chemii (2019)
Vědecká kariéra
PoleFyzika
InstituceMassachusetts Institute of Technology
University of Oxford
University of Texas v Austinu
TezeTeorie odchylky od těsného balení do hexagonálních kovových krystalů  (1952)
Doktorský poradceClarence Zener
Pozoruhodné studentyBill David (postdoktorand)[1]
Arumugam Manthiram (postdoktorand)[2]
VlivyNevill Francis Mott
John C. Slater
Philip Warren Anderson
Paul Hagenmuller
OvlivněnoAkira Yoshino
C. N. R. Rao
Michael M. Thackeray

John Bannister Goodenough (/ˈɡʊdɪnʌF/ GUUD-v-uf;[3] narozen 25. července 1922)[4] je americký vědec v oblasti materiálů, a fyzik v pevné fázi a Laureát Nobelovy ceny za chemii. Je profesorem strojírenství a věda o materiálech na University of Texas v Austinu. On je široce připočítán s identifikací a vývojem lithium-iontová baterie, za rozvoj Goodenough - Kanamori vládne při určování znaménka magnetického superexchange v materiálech a pro klíčový vývoj v počítači paměť s náhodným přístupem.

Goodenough se narodil v Jena, Německo, americkým rodičům. Během a po ukončení studia univerzita Yale Goodenough sloužil jako americká armáda meteorolog ve druhé světové válce. On pokračoval získat jeho Ph.D. ve fyzice na University of Chicago, se stal výzkumným pracovníkem v Laboratoř MIT Lincoln, a později vedoucí Laboratoř anorganické chemie na University of Oxford. Od roku 1986 působí jako profesor na technické škole UT Austin.

Byl oceněn Národní medaile vědy, Copley medaile, Fermi Award, Draperova cena a Japonská cena. The Cena Johna B. Goodenougha ve vědě o materiálech je pojmenován po něm. V roce 2019 mu byla udělena Nobelova cena za chemii vedle M. Stanley Whittingham a Akira Yoshino, a ve věku 97 let se stal nejstarším laureátem Nobelovy ceny v historii.[5]

raný život a vzdělávání

John Goodenough se narodil v Jeně v Německu americkým rodičům, Erwin Ramsdell Goodenough (1893–1965) a Helen Miriam (Lewis) Goodenough.[6] Jeho otec pracoval na Ph.D. na Harvardská škola božství v době Johnova narození a později se stal profesorem dějin náboženství na univerzita Yale. Johnův bratr byl pozdní antropolog z University of Pennsylvania Ward Goodenough. Bratři navštěvovali internátní školu v Grotone v Massachusetts.[7] V roce 1944 získal John Goodenough titul BS v matematice, summa cum laude, z Yale, kde byl členem Lebka a kosti.[8]

Po podávání v Americká armáda jako meteorolog[9] v druhá světová válka, Goodenough šel do University of Chicago dokončit magisterský titul a získal titul Ph.D. v fyzika v roce 1952.[10] Jeho doktorský vedoucí byl elektrické poruchy teoretik Clarence Zener a pracoval a studoval u fyziků, včetně Enrico Fermi a John A. Simpson. Zatímco v Chicagu, on se setkal a oženil se s postgraduální studentka historie Irene Wiseman.[11]

Kariéra a výzkum

Laboratoř MIT Lincoln

Po studiích byl Goodenough vědeckým pracovníkem a vedoucím týmu MIT Lincolnova laboratoř po dobu 24 let. Během této doby byl součástí interdisciplinárního týmu odpovědného za vývoj magnetická paměť s náhodným přístupem. Jeho výzkumné úsilí v RAM ho vedlo k vývoji konceptů kooperativního orbitálního uspořádání, známého také jako kooperativní Jahn – Tellerovo zkreslení, v oxidových materiálech, a následně vedl k jeho vývoji pravidel pro znaménko magnetické superexchange v materiálech, nyní známých jako pravidla Goodenough – Kanamori (s Junjiro Kanamori ).[12]

Funkční období na univerzitě v Oxfordu

Modrá deska postavený Royal Society of Chemistry na památku práce na dobíjecí lithium-iontové baterii v Oxfordu

Na konci sedmdesátých a začátku osmdesátých let pokračoval ve své kariéře jako vedoucí Laboratoř anorganické chemie na University of Oxford. Mezi jeho práce v Oxfordu, Goodenough byl připočítán s významným výzkumem nezbytným pro rozvoj reklamy lithium-iontové dobíjecí baterie.[12] Goodenough dokázal rozšířit předchozí práci z M. Stanley Whittingham na bateriových materiálech a v roce 1980 bylo zjištěno, že použitím LiXVrkat2 jako lehká a vysoká hustota energie katoda materiálu, mohl zdvojnásobit kapacitu lithium-iontových baterií. Goodenoughova práce byla komercializována prostřednictvím Sony podle Akira Yoshino, kteří přispěli k dalším vylepšením konstrukce baterie.[13] Goodenough obdržel Japonská cena v roce 2001 za objevy materiálů zásadních pro vývoj lehkých dobíjecích lithiových baterií s vysokou hustotou energie,[14] a on, Whittingham a Yoshino sdíleli rok 2019 Nobelova cena za chemii za jejich výzkum lithium-iontových baterií.[13]

Profesor na University of Texas

Od roku 1986 je Goodenough profesorem na The University of Texas v Austinu v Cockrell School of Engineering oddělení Strojírenství a Elektrotechnika.[15] Během svého působení zde pokračoval ve výzkumu iontových vodivých pevných látek a elektrochemických zařízení; uvedl, že pokračuje ve studiu vylepšených materiálů pro baterie, aby pomohl podpořit vývoj elektrická vozidla a pomoci snížit závislost na fosilních palivech.[16] Arumugam Manthiram a Goodenough objevil polyaniontovou třídu katod.[17][18][19] Ukázali, že pozitivní elektrody obsahují polyanionty, např. sulfáty, produkují vyšší napětí než oxidy kvůli indukční účinek polyaniontu. Třída polyaniontu zahrnuje materiály, jako jsou fosforečnany lithium-železné, které se používají pro menší zařízení, jako je elektrické nářadí.[20] Jeho skupina také identifikovala různé slibné materiály elektrod a elektrolytů pro palivové články na tuhý oxid.[21] V současné době je držitelem stoleté židle Virginie H. Cockrellové ve strojírenství.[22]

Goodenough od roku 2019 stále pracuje na univerzitě ve věku 97 let,[23] doufají, že najdou další průlom v technologii baterií.[24][25]

28. února 2017 Goodenough a jeho tým na University of Texas zveřejnili příspěvek v časopis Energetická a environmentální věda na jejich předvedení a skleněná baterie, nízkonákladová plně solid-state baterie, která je nehořlavá a má dlouhou životnost životnost cyklu s vysokým objemem hustota energie a rychlé rychlosti nabíjení a vybíjení. Místo kapalných elektrolytů používá baterie skleněné elektrolyty, které umožňují použití anody alkalického kovu bez tvorby dendritů.[26][25][27][28] Tento článek se však setkal s rozšířeným skepticismem v komunitě pro výzkum baterií a zůstává kontroverzní po několika následných pracích. Práce byla kritizována za nedostatek komplexních údajů,[29] falešné interpretace získaných údajů,[29] a že navrhovaný mechanismus fungování baterie by porušil první zákon termodynamiky.[30][31]

V dubnu 2020 byl podán patent na skleněnou baterii jménem LNEG (National Laboratory of Energy and Geology) v Portugalsku, University of Porto, Portugalsko a University of Texas.[32]

Poradenská práce

V roce 2010 se Goodenough připojil k technickému poradnímu výboru společnosti Irvine, Kalifornie - na základě Enevate, a silikonově dominantní Li-ion baterie spuštění technologie.[33] Goodenough také v současné době slouží jako poradce Společné centrum pro výzkum skladování energie (JCESR), spolupráce vedená Argonne National Laboratory a financováno z Ministerstvo energetiky.[34] Od roku 2016 Goodenough pracoval také jako poradce pro Battery500, národní konsorcium vedené společností Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) a částečně financováno ministerstvem energetiky.[35][36]

Základní vyšetřování

V zásadní části se jeho výzkum zaměřil na magnetismus a na Přechod kov-izolátor chování v oxidy přechodných kovů. Spolu s Junjiro Kanamori vyvinul Goodenough v padesátých a šedesátých letech soubor semiempirických pravidel pro předpovídání magnetismu v těchto materiálech, nyní nazývaných pravidla Goodenough – Kanamori, tvořící základ superexchange, což je základní vlastnost pro vysokoteplotní supravodivost.[37][38][39]

Rozdíly

Profesor Goodenough je členem National Academy of Engineering, Národní akademie věd, Francouzská akademie věd, Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales Španělska a Národní akademie věd, Indie.[40] Je autorem více než 550 článků, 85 kapitol a recenzí knih a pěti knih, včetně dvou klíčových prací, Magnetismus a chemická vazba (1963)[41] a Les oxydes des metaux de transition (1973).[21] Goodenough byl spolu příjemcem roku 2009 Cena Enrica Fermiho za práci v lithium-iontových bateriích vedle Siegfrieda S. Heckera ze Stanford University, který obdržel cenu za práci v metalurgii plutonia.[42]

V roce 2010 byl zvolen a Zahraniční člen Královské společnosti.[43] 1. února 2013 obdržel prezident Goodenough Národní medaili za vědu Barack Obama Spojených států.[44] Byl oceněn Draperova cena ve strojírenství.[45] V roce 2015 byl uveden spolu s M. Stanley Whittingham, za průkopnický výzkum vedoucí k vývoji lithium-iontové baterie na seznamu Upřesněte laureáty citace za Nobelovu cenu za chemii od Thomson Reuters. V roce 2017 obdržel Cena Welch v chemii[46][47] a v roce 2019 mu byla udělena Copley medaile Královské společnosti.[48]

The Royal Society of Chemistry udělil a Cena Johna B. Goodenougha na jeho počest.[12]

Goodenough obdržel čestného C.K. Ocenění Prahalad od Corporate EcoForum (CEF) v roce 2017. Zakladatel CEF Rangaswami uvedl: „John Goodenough je důkazem toho, že se fantazie snaží pracovat pro dobro. Jsme nadšení, že můžeme ocenit jeho celoživotní úspěchy a doufáme, že jeho nejnovější objev mít zásadní důsledky pro budoucnost udržitelného skladování baterií. “[49][50]

Goodenough byl oceněn Nobelova cena za chemii 9. října 2019, za jeho práci na lithium-iontových bateriích, spolu s M. Stanley Whittingham a Akira Yoshino. Je nejstarším člověkem, kterému byla udělena Nobelova cena.[5]

Funguje

Články

Knihy

Viz také

Reference

  1. ^ Thackeray, M. M .; David, W. I. F.; Bruce, P. G.; Goodenough, J. B. (1983). "Vložení lithia do manganových spinelů". Bulletin materiálového výzkumu. 18 (4): 461–472. doi:10.1016/0025-5408(83)90138-1.
  2. ^ „John B. Goodenough Nobelova přednáška“. Nobelova cena.
  3. ^ Názor odborníka s Dr. Goodenoughem - Budoucnost skladování baterií (odborné publikum) na Youtube
  4. ^ „John B. Goodenough“. Americký fyzikální institut.
  5. ^ A b Specia, Megan (9. října 2019). „Nobelova cena za vyznamenání za chemii Práce na lithium-iontových bateriích - John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham a Akira Yoshino byli uznáni za výzkum, který„ položil základ bezdrátové společnosti bez fosilních paliv."". The New York Times. Citováno 9. října 2019.
  6. ^ Mattes, Eleanor Bustin (1997). Mýtus o moderně: Erwin Ramsdell Goodenough a religionistika v Americe, 1938-1955. Strašák Press. ISBN  9780810833395 - přes Knihy Google.
  7. ^ LeVine, Steve (5. února 2015). „Muž, který nám ve věku 57 let přinesl lithium-iontovou baterii, má v 92 letech nápad na novou“. Křemen (publikace). Atlantic Media Company. Citováno 5. února 2015.
  8. ^ Goodenough, John B. (2008). Svědek Grace. PublishAmerica. ISBN  9781462607570 - přes Knihy Google.
  9. ^ Gregg, Helen (léto 2016). „Jeho aktuální úkol“. Časopis University of Chicago. Citováno 18. ledna 2018.
  10. ^ Goodenough, John B. (1952). Teorie odchylky od těsného balení do hexagonálních kovových krystalů (Disertační práce). University of Chicago. OCLC  44609164 - přes ProQuest.
  11. ^ Olinto, Angela (9. září 2019). „Kamenec univerzity v Chicagu John B. Goodenough sdílí Nobelovu cenu za vynález lithium-iontové baterie“. UChicago News. Citováno 9. října 2019.
  12. ^ A b C „Royal Society of Chemistry - John B Goodenough Award“. Royal Society of Chemistry. Citováno 20. ledna 2015.
  13. ^ A b Kim, Allen (9. října 2019). „John B. Goodenough se právě stal nejstarším člověkem, v 97 letech, který získal Nobelovu cenu“. CNN. Citováno 10. října 2019.
  14. ^ „Japonská cena z roku 2001“. Nadace pro japonskou cenu. Citováno 10. října 2019.
  15. ^ Henderson, Jim (5. června 2004). „UT profesor, 81 let, se topí v patentovém sporu“. Houston Chronicle. Citováno 26. srpen 2011.
  16. ^ MacFarlene, Sarah (9. srpna 2018). „Průkopník baterie, který ve věku 96 let stále jde a jde“. The Wall Street Journal. Citováno 10. října 2019.
  17. ^ Masquelier, Christian; Croguennec, Laurence (2013). "Polyaniontové (fosfáty, křemičitany, sírany) rámce jako elektrodové materiály pro dobíjecí lithiové (nebo na) baterie". Chemické recenze. 113 (8): 6552–6591. doi:10.1021 / cr3001862. PMID  23742145.
  18. ^ Manthiram, A .; Goodenough, J. B. (1989). „Vložení lithia do Fe2(TAK4)3 rámce “. Journal of Power Sources. 26 (3–4): 403–408. Bibcode:1989JPS .... 26..403M. doi:10.1016/0378-7753(89)80153-3.
  19. ^ Manthiram, A .; Goodenough, J. B. (1987). „Vložení lithia do Fe2(MO4)3 rámce: Porovnání M = W s M = Mo ". Journal of Solid State Chemistry. 71 (2): 349–360. Bibcode:1987JSSCh..71..349M. doi:10.1016/0022-4596(87)90242-8.
  20. ^ Lerner, Louise (9. října 2019). „Kamenec univerzity v Chicagu John B. Goodenough sdílí Nobelovu cenu za vynález lithium-iontové baterie“. University of Chicago. Citováno 10. října 2019.
  21. ^ A b Perks, Bea (22. prosince 2014). „Goodenough pravidla“. Chemický svět. Citováno 10. října 2019.
  22. ^ „John Goodenough - Katedra strojírenství“. University of Texas. Citováno 10. října 2019.[trvalý mrtvý odkaz ]
  23. ^ Nobelovu cenu za chemii získal John Goodenough z University of Texas v Austinu (9. října 2019)
  24. ^ LeVine, Steve (5. února 2015). „Muž, který nám ve věku 57 let přinesl lithium-iontovou baterii, má v 92 letech nápad na novou“. Křemen. Archivovány od originál 5. března 2016.
  25. ^ A b „Lithium-Ion Battery Inventor představuje novou technologii pro rychlé nabíjení nehořlavých baterií“. Cockrell School of Engineering. 28. února 2017. Citováno 11. března 2017.
  26. ^ Braga, M.H .; Grundish, N.S .; Murchison, A.J .; Goodenough, J.B. (9. prosince 2016). „Alternativní strategie pro bezpečnou dobíjecí baterii“. Energetická a environmentální věda. 10: 331–336. doi:10.1039 / C6EE02888H. Citováno 15. března 2017.
  27. ^ „Vynálezce lithium-iontových baterií představuje novou technologii pro rychlé nabíjení nehořlavých baterií“. EurekAlert !. 28. února 2017.
  28. ^ Polovodičové baterie pro elektromobily: Nový průlom otce lithium-iontové baterie na Youtube (1. března 2017)
  29. ^ A b Lacey, Matt (29. března 2017). „Ke skepsi kolem“ baterie Goodenough"". Matt Lacey. Citováno 13. listopadu 2020.
  30. ^ Steingart, Daniel A .; Viswanathan, Venkatasubramanian (17. ledna 2018). „Komentář k„ Alternativní strategii pro bezpečnou dobíjecí baterii “M. M. Braga, N. S. Grundish, A. J. Murchison a J. B. Goodenough, Energy Environ. Sci., 2017, 10, 331–336“. Energetika a věda o životním prostředí. 11 (1): 221–222. doi:10.1039 / C7EE01318C. ISSN  1754-5706.
  31. ^ Steingart, Dan (5. září 2017). "Redox bez Redox". Střední. Citováno 13. listopadu 2020.
  32. ^ Schmidt, Bridie (6. dubna 2020). „Li-ion co-vynálezce patentuje skleněnou baterii, která by mohla oživit automobilový průmysl“. Řízený. Citováno 7. dubna 2020.
  33. ^ „Poradce Enevate Shares Nobel“. OCBJ. 9. října 2019. Citováno 28. února 2020.
  34. ^ „Jeho aktuální úkol“. Časopis University of Chicago. Citováno 28. ledna 2020.
  35. ^ „Konsorcium pro výzkum baterií vybráno společností DOE k podpoře elektrických automobilů“. Zprávy UT. 27. července 2016. Citováno 28. ledna 2020.
  36. ^ „Nabíjení vývoje lithium-iontových baterií“. Energie.gov. Citováno 28. ledna 2020.
  37. ^ J. B. Goodenough (1955). „Teorie role kovalence v manganitech perovskitového typu [La, M (II)] MnO3". Fyzický přehled. 100 (2): 564. Bibcode:1955PhRv..100..564G. doi:10.1103 / PhysRev.100.564.
  38. ^ John B. Goodenough (1958). „Interpretace magnetických vlastností směsných krystalů typu perovskitu La1 − xSrXVrkat3 λ". Journal of Physics and Chemistry of Solids. 6 (2–3): 287. doi:10.1016/0022-3697(58)90107-0.
  39. ^ J. Kanamori (1959). "Superexchange interakce a vlastnosti symetrie elektronových orbitalů". Journal of Physics and Chemistry of Solids. 10 (2–3): 87. Bibcode:1959JPCS ... 10 ... 87K. doi:10.1016/0022-3697(59)90061-7.
  40. ^ „John B. Goodenough“. National Academy of Engineering. 2014. Citováno 10. října 2019.
  41. ^ Jacoby, Mitch (13. září 2017). „Goodenough vyhrává cenu Welch 2017“. Chemické a technické novinky. Citováno 10. října 2019.
  42. ^ „Tajemník Chu jmenoval vítěze ceny Enrica Fermiho za rok 2009“ (Tisková zpráva). APS Fyzika. Duben 2010. Citováno 10. října 2019.
  43. ^ „John Goodenough“. královská společnost. Citováno 20. března 2012.
  44. ^ „Obama ctí příjemce medailí za vědu, inovace a technologie“. CBS. Citováno 9. března 2013.
  45. ^ „Cena Charlese Starka Drapera pro technické příjemce 2014“. National Academy of Engineering. Citováno 10. října 2019.
  46. ^ „Příjemci minulých cen“. Cena Welch v chemii. Citováno 22. června 2020.
  47. ^ Nadace Welch (13. října 2017). „Cena Welch 2017 - Dr. John B. Goodenough“ - přes Vimeo.
  48. ^ „Vynálezce lithium-iontové baterie, profesor John Goodenough, ocenil prestižní Copleyovu medaili Royal Society | Royal Society“. royalsociety.org.
  49. ^ „Cena Prahalad 2017“. Citováno 22. června 2020.
  50. ^ „Video (4 mins)“.

Další čtení

externí odkazy