Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Питер Брюс
BRU00018-Peter-Bruce.jpg
Родившийся
Питер Джордж Брюс

( 1956-10-02 )2 октября 1956 г. (64 года) [1]
Абердин , Шотландия [ необходима ссылка ]
Альма-матерУниверситет Абердина (бакалавр, доктор философии)
ИзвестенЛитий-воздушная батарея
Награды
Научная карьера
Учреждения
ТезисЛитий-ионные проводящие твердые электролиты  (1981)
Интернет сайтwww .materials .ox .ac .uk / peoplepages / bruce .html

Питер Джордж Брюс FRS , FRSE , FRSC является британским химиком и Wolfson профессора материалов в Департаменте материалов в Оксфордском университете . [1] В 2018 году он был назначен физическим секретарем и вице-президентом Королевского общества. [2] Брюс - основатель и главный научный сотрудник Института Фарадея. [3]

Образование [ править ]

Брюс получил образование в Абердинской гимназии и Абердинском университете, где он получил степень бакалавра наук в 1978 году и докторскую степень в 1982 году. [1] Он завершил свою докторскую диссертацию по литий-ионным проводящим твердым электролитам под руководством профессора А.Р. Запад. [4]

Исследование [ править ]

Основные исследовательские интересы Брюса лежат в области химии материалов и электрохимии; с особым упором на материалы для хранения энергии для литиевых и натриевых батарей. Он интересуется фундаментальной наукой об ионно-проводящих твердых телах и интеркаляционных соединениях, синтезом новых материалов с новыми свойствами или комбинациями свойств, пониманием этих свойств и изучением их применения в накоплении энергии. Хотя ионно-проводящие твердые тела представляют собой отправную точку для большей части его исследований, он расширил свои интересы за пределы одной только этой темы. Его текущие исследовательские интересы включают катодные материалы, твердотельные батареи и воздушно-литиевые батареи.

Брюс опубликовал более 350 статей в этой области и ежегодно с 2015 года признается Web of Science Group высоко цитируемым исследователем [5].

Твердотельные батареи [ править ]

Все твердотельные батареи могут произвести революцию в электромобилях будущего. Замена легковоспламеняющегося органического жидкого электролита, используемого в настоящее время в литий-ионных элементах, твердым, позволит использовать анод из щелочного металла, который увеличит плотность энергии и повысит безопасность. Интересы Брюса заключаются в понимании происходящих фундаментальных процессов и таких, как образование пустот и дендритов, которые в конечном итоге приводят к отказу клетки. [6] [7] Брюс возглавляет проект Института Фарадея SOLBAT [8], цель которого - «сломать барьеры, мешающие продвижению на рынок твердотельных батарей». [9]

Соединения интеркаляции [ править ]

Литий интеркаляция в твердые хозяин является основным механизмом , лежащим в основе функционирования электродов в литиевых батареях. Он стремится синтезировать новые соединения интеркаляции лития с необычными свойствами или комбинациями свойств. Его особенно интересуют катодные материалы для ионно-литиевых и натриевых батарей. Недавно его работа в этой области была связана с соединениями, которые могут накапливать дополнительный заряд сверх окислительно-восстановительной способности переходных металлов за счет участия кислорода в обратимых анионных окислительно-восстановительных процессах, включая образование молекулярного кислорода в твердом теле. [10] [11]

Литий-воздушная батарея [ править ]

Питер Дж. Брюс - один из инициаторов создания литий-воздушной батареи . Перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор произвел революцию в портативной электронике, он будет иметь ключевое значение для электрификации транспорта и обеспечения безопасной и стабильной возобновляемой электроэнергии. Однако максимально возможная плотность энергии для литий-ионных аккумуляторов недостаточна для удовлетворения будущих потребностей. Литий-воздушная батарея имеет потенциал для преобразования накопителя энергии и имеет самую высокую теоретическую плотность энергии среди всех известных аккумуляторных технологий. Его исследования направлены на понимание фундаментальных процессов, лежащих в основе его работы. Недавняя работа включала исследование кинетики окислительно-восстановительных медиаторов и их использования в литий-воздушных ячейках. [12]

Кристаллография [ править ]

Кристаллографияэто исследование структуры, которое является основой большей части современной химии. В отсутствие монокристаллов важно иметь возможность решать структуры ab initio на основе данных порошковой рентгеновской дифракции или нейтронной дифракции. Вместе с Юрием Григорьевичем Андреевым он разработал мощные прямые космические методы, с помощью которых этого можно достичь. Наноматериалы важны, но установить их структуру (атомное расположение) сложно, потому что нарушение дальнего порядка из-за ограниченных размеров сводит на нет использование обычных кристаллографических методов. Они исследовали альтернативные подходы, включая методы Дебая, которые связывают расположение атомов с дифракционными данными без обращения к симметрии. Все вышеперечисленные методы позволяют получить доступ к структурам соединений с множеством свойств как в химии материалов, так и за ее пределами.[ необходима цитата ]

Полимерные электролиты [ править ]

С момента открытия краун - эфиров и криптандов по Педерсен , Крам и Леном (за которые они получили Нобелевскую премию в 1987 году), значение молекул , содержащих повторяющиеся звенья -СН 2 -СН 2 -O- в качестве координирующих лигандов для катионов металлов имеет был признан. Путем объединения солей и простых полиэфиров, таких как оксид полиэтилена (-CH 2 -CH 2 -O-) n, можно синтезировать тысячи комплексов металл-полиэфир, также известных как полимерные электролиты. Такие материалы являются координационными соединениями в твердом состоянии и поддерживают ионную проводимость. В течение 30 лет считалось, что ионная проводимость ограничивается аморфными полимерами с температурой выше Tg, а кристаллические полимеры являются изоляторами. Он опроверг эту точку зрения, открыв кристаллические полимерные электролиты. [13]

Награды и награды [ править ]

Брюс является избранным членом Королевского химического общества , членом Королевского общества и членом Королевского общества Эдинбурга .

Его награды:

  • Премия Королевского химического общества 1999 года в области материалов
  • 2001 Премия Королевского общества за заслуги Вольфсона
  • 2003 Королевское химическое общество медаль Beilby и премия
  • Междисциплинарная премия Королевского химического общества 2003 г.
  • 2004 Королевское химическое общество Джон Джейс Лекция и медаль
  • 2004 Королевское общество Эдинбурга Лекция при Ганнинге в честь юбилея Виктории (присуждается химикам каждые 4 года и только каждые 12 лет)
  • Премия Королевского химического общества за химию твердого тела 2005 г.
  • 2008 Электрохимическое общество (США), награда за отделение батарей
  • 2009 Королевское химическое общество, лекция Тильдена
  • 2011 Премия Арфведсона Шленка Немецкого химического общества
  • 2011 Мемориальная премия Карла Вагнера Электрохимического общества (США)
  • Премия Akzo Nobel UK Science Award 2012 (первый лауреат)
  • Премия Галилео Галилея 2012
  • 2014 Медаль Баркера Королевского химического общества
  • Международная медаль 2015 года в области материаловедения и технологий, MRSI
  • Почетный член Общества исследования материалов Индии
  • 2015-19 гг. Цитируемый исследователь [1]
  • Премия Ливерсидж 2016
  • Медаль Хьюза Королевского общества 2017

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c "Брюс, профессор Питер Джордж" . Кто есть кто . ukwhoswho.com . 2015 (онлайн-  издание Oxford University Press ). A&C Black, отпечаток Bloomsbury Publishing plc. ( требуется подписка или членство в публичной библиотеке Великобритании ) (требуется подписка)
  2. ^ "Питер Брюс" . Королевское общество .
  3. ^ «Команда» . Институт Фарадея .
  4. ^ Брюс, Питер Г. (1981). Литий-ионные твердые электролиты (Ph.D). Университет Абердина.
  5. ^ «Цитируемые исследователи» . Web of Science Group.
  6. ^ Kasemchainan, Джитти; Зеколл, Стефани; Спенсер Джолли, Доминик; Нин, Цзыян; Хартли, Гарет О .; Мозг, Джеймс; Брюс, Питер Г. (29 июля 2019 г.). «Критический ток снятия изоляции приводит к образованию дендритов на гальванических покрытиях ячеек с твердым электролитом с литиевым анодом» . Материалы природы . 18 (10): 1105–1111. Bibcode : 2019NatMa..18.1105K . DOI : 10.1038 / s41563-019-0438-9 . PMID 31358941 . S2CID 198983965 .  
  7. ↑ Спенсер Джолли, Доминик; Нин, Цзыян; Дарнбро, Джеймс Э .; Касемчайнан, Джитти; Хартли, Гарет О .; Адамсон, Пол; Армстронг, Дэвид Э.Дж.; Мозг, Джеймс; Брюс, Питер Г. (9 декабря 2019 г.). «Граница раздела натрий / Na β ″ оксид алюминия: влияние давления на пустоты». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 12 (1): 678–685. DOI : 10.1021 / acsami.9b17786 . PMID 31815414 . 
  8. ^ «Команда» . СОЛЬБАТ .
  9. ^ "О" . СОЛЬБАТ .
  10. ^ Хаус, Роберт А.; Джин, Лию; Майтра, Урмимала; Цурута, Кадзуки; Сомервилл, Джеймс У .; Förstermann, Dominic P .; Массель, Феликс; Дуда, Лоран; Робертс, Мэтью Р .; Брюс, Питер Г. (2018). «Литий-оксифторид марганца как новый катодный материал, проявляющий окислительно-восстановительный потенциал кислорода» . Энергетика и экология . 11 (4): 926–932. DOI : 10.1039 / C7EE03195E .
  11. ^ Хаус, Роберт А.; Майтра, Урмимала; Перес-Осорио, Мигель А .; Lozano, Juan G .; Джин, Лию; Сомервилл, Джеймс У .; Duda, Laurent C .; Наг, Абхишек; Уолтерс, Эндрю; Чжоу, Кэ-Джин; Робертс, Мэтью Р .; Брюс, Питер Г. (9 декабря 2019 г.). «Надстройка контроля гистерезиса напряжения первого цикла кислородно-окислительно-восстановительных катодов». Природа . 577 (7791): 502–508. Bibcode : 2019Natur.577..502H . DOI : 10.1038 / s41586-019-1854-3 . PMID 31816625 . S2CID 209165537 .  
  12. ^ Чен, Юйхуэй; Гао, Сянвэнь; Johnson, Lee R .; Брюс, Питер Г. (22 февраля 2018 г.). «Кинетика окисления пероксида лития окислительно-восстановительными медиаторами и последствия для литий-кислородного элемента» . Nature Communications . 9 (1): 767. Bibcode : 2018NatCo ... 9..767C . DOI : 10.1038 / s41467-018-03204-0 . PMC 5823882 . PMID 29472558 .  
  13. ^ Кристи, Аласдер М .; Лилли, Скотт Дж .; Стонтон, Эдвард; Андреев Юрий Г .; Брюс, Питер Г. (январь 2005 г.). «Повышение электропроводности кристаллических полимерных электролитов». Природа . 433 (7021): 50–53. Bibcode : 2005Natur.433 ... 50С . DOI : 10,1038 / природа03186 . PMID 15635406 . S2CID 4340372 .