Джон Баннистер Гудэнаф ( / ɡ ʊ д ɪ п ʌ е / GUUD -в-UF ; [3] родился 25 июля 1922) [4] является американский материалы ученый, твердотельный физик и лауреат Нобелевской премии по химии . Он является профессором машиностроения и материаловедения в Техасском университете в Остине . Ему широко приписывают идентификацию и разработку литий-ионной батареи для разработки правил Гуденаф-Канамори.в определении знака магнитного сверхобмена в материалах и в основополагающих разработках в области оперативной памяти компьютеров .
Гуденаф родился в Йене , Германия, в семье американских родителей. Во время и после окончания Йельского университета Гуденаф служил военным метеорологом США во время Второй мировой войны. Затем он получил докторскую степень. получил степень доктора физики в Чикагском университете , стал исследователем в лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института , а затем руководил лабораторией неорганической химии в Оксфордском университете . С 1986 года он был профессором инженерной школы в UT Austin.
Он был награжден Национальной медалью науки , за медалью Копли , в награду Ферми , в Draper премии , и Японии премии . Премия Джона Б. Гуденафа в области материаловедения названа в его честь. В 2019 году вместе с М. Стэнли Уиттингемом и Акирой Йошино он был удостоен Нобелевской премии по химии и в 97 лет стал старейшим лауреатом Нобелевской премии в истории. [5]
Ранняя жизнь и образование [ править ]
Джон Гуденаф родился в Йене, Германия, в семье американских родителей Эрвина Рамсделла Гуденаф (1893–1965) и Хелен Мириам (Льюис) Гуденаф. [6] Его отец работал над докторской диссертацией. в Гарвардской школе богословия во время рождения Джона, а затем стал профессором истории религии в Йельском университете . Брат Джона, покойный Уорд Гуденаф , был антропологом Пенсильванского университета . Братья интернат присутствовали в Гротон в штате Массачусетс . [7] В 1944, Джон Гудэнаф получил BS в математике , с отличиемиз Йельского университета , где он был членом Skull and Bones . [8]
После службы в армии США в качестве метеоролога [9] во время Второй мировой войны Гуденаф поступил в Чикагский университет, чтобы получить степень магистра и получил степень доктора философии. в физике в 1952 году [10] Его докторская руководитель был электрический пробой теоретиком Зенер , и он работал и учился у физиков, в том числе Энрико Ферми и Джон А. Симпсон . Находясь в Чикаго, он встретил и женился на аспиранте истории Ирен Уайзман. [11]
Карьера и исследования [ править ]
Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института [ править ]
После учебы Гуденаф в течение 24 лет был научным сотрудником и руководителем группы в лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института . В это время он был частью междисциплинарной группы, ответственной за разработку магнитной памяти с произвольным доступом . Его исследовательские усилия в области RAM привели его к разработке концепции кооперативного орбитального упорядочения, также известного как кооперативное искажение Яна – Теллера , в оксидных материалах, что впоследствии привело к разработке им правил для знака магнитного сверхобмена в материалах, которые теперь известны. как правила Гуденаф-Канамори (с Дзюнджиро Канамори ). [12]
Пребывание в Оксфордском университете [ править ]
В конце 1970 и в начале 1980 - х годов, он продолжил свою карьеру в качестве главы лаборатории химии Неорганическая в Оксфордском университете . Среди его работ в Оксфорде Гуденафу приписывают значительные исследования, необходимые для разработки коммерческих литий-ионных аккумуляторных батарей . [12] Гуденаф смог расширить предыдущую работу М. Стэнли Уиттингема по материалам батарей и в 1980 году обнаружил, что, используя Li x CoO 2 в качестве легкого катодного материала с высокой плотностью энергии , он может удвоить емкость литий-ионных аккумуляторов. батареи. Работа Гуденафа была коммерциализирована через Sony компаниейАкира Ёшино , который внес дополнительные улучшения в конструкцию батареи. [13] Гуденаф получил Японскую премию в 2001 году за открытие материалов, имеющих решающее значение для разработки легких перезаряжаемых литиевых батарей с высокой плотностью энергии, [14] и он, Уиттингем и Йошино разделили Нобелевскую премию по химии 2019 года за свои исследования в литий-ионные аккумуляторы. [13]
Профессор Техасского университета [ править ]
С 1986 года Гуденаф был профессором Техасского университета в Остине на факультетах машиностроения и электротехники школы Кокрелла . [15] Во время своего пребывания там он продолжил свои исследования ионно-проводящих твердых тел и электрохимических устройств; он заявил, что продолжает изучать улучшенные материалы для аккумуляторов, чтобы способствовать развитию электромобилей и помочь снизить зависимость от ископаемого топлива. [16] Арумугам Мантирам и Гуденаф открыли класс полианионов катодов. [17] [18] [19] Они показали, что положительные электроды, содержащие полианионы , например сульфаты , производят более высокие напряжения, чем оксиды, из-за индуктивного эффекта полианиона. Класс полианионов включает такие материалы, как фосфаты лития и железа, которые используются для небольших устройств, таких как электроинструменты. [20] Его группа также определила различные перспективные материалы электродов и электролитов для твердооксидных топливных элементов. [21] В настоящее время он занимает кафедру столетия Вирджинии Х. Кокрелл в области инженерии. [22]
Гуденаф все еще работает в университете в возрасте 98 лет по состоянию на 2021 год [23], надеясь найти еще один прорыв в аккумуляторных технологиях. [24] [25]
28 февраля 2017 года Гуденаф и его команда из Техасского университета опубликовали в журнале Energy and Environmental Science статью об их демонстрации стеклянной батареи , недорогой полностью твердотельной батареи, которая является негорючей и имеет длительный цикл. жизнь с высокой объемной плотностью энергии и быстрой скоростью заряда и разряда. Вместо жидких электролитов в батарее используются стеклянные электролиты, которые позволяют использовать анод из щелочного металла без образования дендритов. [26] [25] [27] [28]Тем не менее, эта статья была встречена широко распространенным скептицизмом в сообществе исследователей батарей и остается спорной после нескольких последующих работ. Работа подверглась критике за отсутствие исчерпывающих данных, [29] ложную интерпретацию полученных данных, [29] и за то, что предложенный механизм работы от батареи нарушит первый закон термодинамики . [30] [31]
В апреле 2020 года был подан патент на стеклянную батарею от имени LNEG (Национальная лаборатория энергетики и геологии) в Португалии, Университета Порту, Португалия и Техасского университета. [32]
Консультативная работа [ править ]
В 2010 году Гуденаф присоединился к техническому консультативному совету компании Enevate, расположенной в Ирвине, штат Калифорния, - стартапа по производству литий-ионных аккумуляторов с преобладанием кремния . [33] Гуденаф в настоящее время также является советником Объединенного центра исследований в области накопления энергии (JCESR) , который возглавляется Аргоннской национальной лабораторией и финансируется Министерством энергетики . [34] С 2016 года Гуденаф также работал консультантом в Battery500, национальном консорциуме, возглавляемом Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией (PNNL) и частично финансируемом Министерством энергетики. [35] [36]
Фундаментальные исследования [ править ]
С фундаментальной стороны его исследования были сосредоточены на магнетизме и поведении перехода металл – изолятор в оксидах переходных металлов . Вместе с Дзюнджиро Канамори, Гуденаф разработал набор полуэмпирических правил для предсказания магнетизма в этих материалах в 1950-х и 1960-х годах, которые теперь называются правилами Гуденаф-Канамори, формируя основу суперобмена , который является основным свойством высокотемпературной сверхпроводимости. . [37] [38] [39]
Отличия [ править ]
Профессор Гуденаф является членом Национальной инженерной академии , Национальной академии наук , Французской академии наук , Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales Испании и Национальной академии наук Индии . [40] Он является автором более 550 статей, 85 глав книг и обзоров, а также пяти книг, в том числе двух основополагающих работ: « Магнетизм и химическая связь» (1963 г.) [41] и «Оксиды переходного процесса» (1973 г.). [21] Гуденаф был одним из лауреатов Премии Энрико Ферми 2009 года.за его работу в литий-ионных батареях вместе с Зигфридом С. Хекером из Стэнфордского университета, получившим награду за свои работы в области металлургии плутония. [42]
В 2010 году он был избран иностранным членом Королевского общества . [43] 1 февраля 2013 года президент США Барак Обама вручил Гуденафу Национальную медаль науки . [44] Он был удостоен премии Дрейпера в области инженерии. [45] В 2015 году он был включен в список лауреатов Нобелевской премии по химии Clarivate Citation лауреатов Нобелевской премии по химии Стэнли Уиттингема за новаторские исследования, приведшие к разработке литий-ионной батареи . В 2017 году он получил премию Велча в области химии [46] [47], а в 2019 году он был удостоен наградыМедаль Копли Королевского общества. [48]
Королевское химическое общество предоставлено Гудэнаф премии Джона B в его честь. [12]
Гуденаф получил почетную награду CK Prahalad от Корпоративного ЭкоФорума (CEF) в 2017 году. Основатель CEF Рангасвами прокомментировал: «Джон Гуденаф является свидетельством того, что воображение работает на общее благо. Мы очень рады признать его достижения за всю жизнь и надеемся. что его последнее открытие будет иметь большое значение для будущего устойчивого аккумуляторного хранения ». [49] [50]
Гуденаф был удостоен Нобелевской премии по химии 9 октября 2019 года за свою работу над литий-ионными батареями вместе с М. Стэнли Уиттингемом и Акирой Йошино . Он самый старый человек, удостоенный Нобелевской премии. [5]
Работает [ править ]
Статьи [ править ]
- Джон Б. Гуденаф (1955). «Теория роли ковалентности в манганитах типа перовскита [La, M (II)] MnO 3 » . Phys. Ред . 100 (2): 564–573. Bibcode : 1955PhRv..100..564G . DOI : 10.1103 / Physrev.100.564 .
- К. Мидзусима; PC Jones; PJ Wiseman; Дж. Б. Гуденаф (1980). «Li x CoO 2 (0 <x <-1): новый катодный материал для батарей с высокой плотностью энергии». Матер. Res. Бык . 15 (6): 783–799. DOI : 10.1016 / 0025-5408 (80) 90012-4 .
- Джон Б. Гуденаф (1985). B. Schuman, Jr .; и другие. (ред.). «Оксиды марганца как катоды батарей» (PDF) . Труды симпозиума по электроду из диоксида марганца: теория и практика для электрохимических приложений . Re Electrochem. Soc. Inc, NJ 85–4 : 77–96 .
- Lightfoot, P .; Pei, SY; Jorgensen, JD; Manthiram, A .; Тан, XX и Дж. Б. Гуденаф. «Избыточные кислородные дефекты в слоистых купратах» , Аргоннская национальная лаборатория , Техасский университет в Остине, лаборатория материаловедения Министерства энергетики США , Национальный научный фонд (сентябрь 1990 г.).
- Аргириу, DN; Mitchell, JF; Chmaissem, O .; Короткий, S .; Йоргенсен, Дж. Д. и Дж. Б. Гуденаф. «Изменение знака сжимаемости связи Mn-O в La 1,2 Sr 1,8 Mn 2 O 7 ниже T C : обменное стрикция в ферромагнитном состоянии» , Аргоннская национальная лаборатория , Техасский университет в Остине, Центр материаловедения и инженерии США Министерство энергетики , Национальный научный фонд , Фонд Уэлча (март 1997 г.).
- АК Падхи; К.С. Нанджундасвами; Дж. Б. Гуденаф (1997). «Фосфо-оливины как материалы положительных электродов для литиевых аккумуляторных батарей» (PDF) . J. Electrochem. Soc . 144 (4): 1188–1194. Bibcode : 1997JElS..144.1188P . DOI : 10.1149 / 1.1837571 . Архивировано из оригинального (PDF) 23 июля 2018 года.
- Джон Б. Гуденаф (2004). «Электронные и ионные транспортные свойства и другие физические аспекты перовскитов». Rep. Prog. Phys . 67 (11): 1915–1973. Bibcode : 2004RPPh ... 67.1915G . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 67/11 / R01 .
- Гуденаф, JB; Абруна, HD и М.В. Бьюкенен. «Необходимые фундаментальные исследования для хранения электрической энергии. Отчет семинара по фундаментальным энергетическим наукам по хранению электрической энергии, 2-4 апреля 2007 г.» , Министерство энергетики США (4 апреля 2007 г.).
- "Джон Б. Гуденаф" . Факультет . Техасский университет на факультете машиностроения Остина . 3 мая 2005 года Архивировано из оригинального 28 сентября 2011 года . Проверено 23 августа 2011 года .
Книги [ править ]
- Гуденаф, Джон Б. (1963). Магнетизм и химическая связь . Interscience-Wiley, Нью-Йорк. ISBN 0-88275-384-3.
- Гуденаф, Джон Б. (1973). Les Oxydes des métaux de transition . Париж: Готье-Виллар.
- Гуденаф, Джон Б., изд. (2001). Структура и соединение, т. 98 (PDF) .
См. Также [ править ]
- Дзюнджиро Канамори
- Коичи Мидзусима (ученый)
- Рашид Язами
Ссылки [ править ]
- ^ Теккерей, ММ; Дэвид, WIF ; Брюс, PG ; Гуденаф, Дж. Б. (1983). «Введение лития в марганцевые шпинели» . Бюллетень материаловедения . 18 (4): 461–472. DOI : 10.1016 / 0025-5408 (83) 90138-1 .
- ^ "Джон Б. Гуденаф Нобелевская лекция" . Нобелевская премия .
- ^ Мнение эксперта с доктором Гудинафа - Будущее аккумуляторной батареи (Expert) аудитории на YouTube
- ^ "Джон Б. Гуденаф" . Американский институт физики .
- ^ a b Specia, Меган (9 октября 2019 г.). «Нобелевская премия по химии за работу над литий-ионными батареями - Джон Б. Гуденаф, М. Стэнли Уиттингем и Акира Йошино были отмечены за исследования, которые« заложили основу беспроводного общества, свободного от ископаемого топлива ». " " . Нью-Йорк Таймс . Проверено 9 октября 2019 года .
- ^ Маттес, Элеонора Bustin (1997). Миф для современных людей: Эрвин Рамсделл Гуденаф и религиоведение в Америке, 1938-1955 . Scarecrow Press. ISBN 978-0-8108-3339-5- через Google Книги .
- ^ Левайн, Стив (5 февраля 2015). «Человек, который принес нам литий-ионную батарею в возрасте 57 лет, придумал новую батарею в 92 года» . Кварц (издание) . Атлантическая Медиа Компания . Проверено 5 февраля 2015 года .
- ^ Гуденаф, Джон Б. (2008). Свидетель Грейс . PublishAmerica . ISBN 978-1-4626-0757-0- через Google Книги .
- ^ Грегг, Хелен (лето 2016). «Его нынешний квест» . Журнал Чикагского университета . Проверено 18 января 2018 года .
- ^ Гуденаф, Джон Б. (1952). Теория отклонения от плотной упаковки в гексагональных металлических кристаллах (кандидатская диссертация). Чикагский университет . OCLC 44609164 - через ProQuest .
- ^ Olinto Ангела (9 сентября 2019). «Выпускник Чикагского университета Джон Б. Гуденаф получил Нобелевскую премию за изобретение литий-ионной батареи» . Новости UChicago . Проверено 9 октября 2019 года .
- ^ a b c "Королевское химическое общество - Премия Джона Б. Гуденафа" . Королевское химическое общество . Проверено 20 января 2015 года .
- ^ a b Ким, Аллен (9 октября 2019 г.). «Джон Б. Гуденаф только что стал самым пожилым человеком в свои 97 лет, получившим Нобелевскую премию» . CNN . Проверено 10 октября 2019 года .
- ^ "2001 (17-я) Премия Японии" . Фонд Премии Японии . Проверено 10 октября 2019 года .
- ↑ Хендерсон, Джим (5 июня 2004 г.). «81-летний профессор UT увяз в патентном процессе» . Хьюстонские хроники . Проверено 26 августа 2011 года .
- ^ MacFarlene, Сара (9 августа 2018). «Пионер в области аккумуляторов, который в 96 лет продолжает двигаться и двигаться дальше» . The Wall Street Journal . Проверено 10 октября 2019 года .
- ^ Маскелье, Кристиан; Крогеннек, Лоуренс (2013). «Полианионные (фосфаты, силикаты, сульфаты) каркасы в качестве электродных материалов для аккумуляторных Li (или Na) батарей». Химические обзоры . 113 (8): 6552–6591. DOI : 10.1021 / cr3001862 . PMID 23742145 .
- ^ Manthiram, A .; Гуденаф, Дж. Б. (1989). «Введение лития в каркасы Fe 2 (SO 4 ) 3 ». Журнал источников энергии . 26 (3–4): 403–408. Bibcode : 1989JPS .... 26..403M . DOI : 10.1016 / 0378-7753 (89) 80153-3 .
- ^ Manthiram, A .; Гуденаф, Дж. Б. (1987). «Введение лития в каркасы Fe 2 (MO 4 ) 3 : Сравнение M = W с M = Mo». Журнал химии твердого тела . 71 (2): 349–360. Bibcode : 1987JSSCh..71..349M . DOI : 10.1016 / 0022-4596 (87) 90242-8 .
- ↑ Лернер, Луиза (9 октября 2019 г.). «Выпускник Чикагского университета Джон Б. Гуденаф получил Нобелевскую премию за изобретение литий-ионной батареи» . Чикагский университет . Проверено 10 октября 2019 года .
- ^ a b Перкс, Би (22 декабря 2014 г.). «Правила Гуденафа» . Мир химии . Проверено 10 октября 2019 года .
- ^ "Джон Гуденаф - Отдел машиностроения" . Техасский университет . Проверено 10 октября 2019 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
- ↑ Нобелевская премия по химии достается Джону Гуденаф из Техасского университета в Остине (9 октября 2019 г.)
- ^ Левайн, Стив (5 февраля 2015). «Человек, который принес нам литий-ионную батарею в возрасте 57 лет, придумал новую батарею в 92 года» . Кварц. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года.
- ^ a b «Изобретатель литий-ионных батарей представляет новую технологию для быстрой зарядки негорючих батарей» . Инженерная школа Кокрелла . 28 февраля 2017 года . Проверено 11 марта 2017 года .
- ^ Брага, MH; Грундиш, Н.С. Мерчисон, AJ; Гуденаф, Дж. Б. (9 декабря 2016 г.). «Альтернативная стратегия безопасного перезаряжаемого аккумулятора» . Энергетика и экология . 10 : 331–336. DOI : 10.1039 / C6EE02888H . Проверено 15 марта 2017 года .
- ^ «Изобретатель литий-ионных батарей представляет новую технологию для быстрой зарядки негорючих батарей» . EurekAlert !. 28 февраля 2017 года.
- ↑ Твердотельные аккумуляторы для электромобилей: новый прорыв от отца литий-ионных аккумуляторов на YouTube (1 марта 2017 г.)
- ^ a b Лэйси, Мэтт (29 марта 2017 г.). «О скептицизме вокруг« батареи Гуденаф » » . Мэтт Лейси . Проверено 13 ноября 2020 года .
- ^ Steingart, Daniel A .; Вишванатан, Венкатасубраманиан (17 января 2018 г.). «Комментарий к« Альтернативной стратегии безопасной перезаряжаемой батареи »М. Х. Браги, Н. С. Грундиша, А. Дж. Мерчисона и Дж. Б. Гудинаф, Energy Environ. Sci., 2017, 10, 331–336» . Энергетика и экология . 11 (1): 221–222. DOI : 10.1039 / C7EE01318C . ISSN 1754-5706 .
- ^ Steingart, Dan (5 сентября 2017). «Редокс без Редокс» . Средний . Проверено 13 ноября 2020 года .
- ↑ Шмидт, Бриди (6 апреля 2020 г.). «Li-ион патенты соизобретателя стек аккумулятор , который может перевернуть автомобильную промышленность» . Управляемый . Проверено 7 апреля 2020 года .
- ^ "Enevate Adviser Shares Nobel" . OCBJ . 9 октября 2019 года . Проверено 28 февраля 2020 года .
- ^ «Его текущий квест» . Журнал Чикагского университета . Проверено 28 января 2020 года .
- ^ «Консорциум по исследованию аккумуляторов, выбранный Министерством энергетики США для развития электромобилей» . Новости UT . 27 июля 2016 . Проверено 28 января 2020 года .
- ^ "Зарядка развития литий-ионных батарей" . Energy.gov . Проверено 28 января 2020 года .
- ↑ Дж. Б. Гуденаф (1955). «Теория роли ковалентности в манганитах перовскитного типа [La, M (II)] MnO 3 » . Физический обзор . 100 (2): 564. Bibcode : 1955PhRv..100..564G . DOI : 10.1103 / PhysRev.100.564 .
- ^ Джон Б. Гуденаф (1958). «Интерпретация магнитных свойств смешанных кристаллов типа перовскита La 1 − x Sr x CoO 3 − λ ». Журнал физики и химии твердого тела . 6 (2-3): 287. DOI : 10,1016 / 0022-3697 (58) 90107-0 .
- ↑ Дж. Канамори (1959). «Сверхобменное взаимодействие и свойства симметрии электронных орбиталей». Журнал физики и химии твердого тела . 10 (2–3): 87. Bibcode : 1959JPCS ... 10 ... 87K . DOI : 10.1016 / 0022-3697 (59) 90061-7 .
- ^ "Джон Б. Гуденаф" . Национальная инженерная академия . 2014 . Проверено 10 октября 2019 года .
- ↑ Джейкоби, Митч (13 сентября 2017 г.). «Гуденаф получает награду Уэлча в 2017 году» . Новости химии и техники . Проверено 10 октября 2019 года .
- ^ «Секретарь Чу называет победителей премии Энрико Ферми 2009» (пресс-релиз). APS Physics . Апрель 2010 . Проверено 10 октября 2019 года .
- ^ "Джон Гуденаф" . Королевское общество . Проверено 20 марта 2012 года .
- ^ «Обама награждает получателей медалей за науку, инновации и технологии» . CBS . Проверено 9 марта 2013 года .
- ^ «Премия Чарльза Старка Дрейпера 2014 года для инженеров-получателей» . Национальная инженерная академия . Проверено 10 октября 2019 года .
- ^ «Прошлые получатели награды» . Премия Уэлча по химии . Проверено 22 июня 2020 года .
- ^ Уэлч Foundation (13 октября 2017). «Премия Уэлча 2017 - доктор Джон Б. Гуденаф» - через Vimeo.
- ^ "Изобретатель литий-ионной батареи, профессор Джон Гуденаф, награжден престижной медалью Копли Королевского общества | Королевское общество" . royalsociety.org .
- ^ "Премия Prahalad 2017" . Проверено 22 июня 2020 года .
- ^ «Видео (4 мин.)» .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Джон Н. Лалена; Дэвид А. Клири (2005). Принципы проектирования неорганических материалов (PDF) . Wiley-Interscience. С. xi – xiv, 233–269. ISBN 0-471-43418-3.
Внешние ссылки [ править ]
У Схолии есть профиль автора для Джона Б. Гуденаф . |
- Справочник факультетов Техасского университета в Остине
- Массив современных американских физиков
- История литий-ионной батареи, Physics Today, сентябрь 2016 г.
- Часовое интервью с Джоном Гуденафом на YouTube от The Electrochemical Society , 5 октября 2016 г.
- Скоро ли твердотельные батареи изменят мир? , Джо Скотт, ноябрь 2018 г., Гуденаф и его группа исследовали литий-ионную химию более плотного твердого тела, посвященную 3: 35-12: 45.
- Интервью профессора Джона Гуденафа ДОБРЫЙ Джон Б., 2001–2005 - Наука: история науки на Высшей школе телосложения и химии индустриальных районов Парижа, веб-сайт истории науки
- Джон Б. Гуденаф на Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию 8 декабря 2019 г. Разработка катодов для литий-ионных батарей