М. Стэнли Уиттингем - M. Stanley Whittingham
М. Стэнли Уиттингем | |
---|---|
Родился |
Майкл Стэнли Уиттингем
22 декабря 1941 г.
Ноттингем , Англия
|
Национальность | Британский , американский |
Альма-матер | Новый колледж, Оксфорд ( бакалавр , магистр , доктор наук ) |
Известен | Литий-ионный аккумулятор |
Награды | Нобелевская премия по химии (2019) |
Научная карьера | |
Поля | Химик |
Учреждения | Бингемтонский университет |
Тезис | Исследования микробаланса некоторых оксидных систем (1968 г.) |
Докторант | Питер Диккенс |
Другие научные консультанты | Роберт Хаггинс (постдок) |
Michael Stanley Whittingham (родился 22 декабря 1941) является британский - американский химик . В настоящее время он профессор химии и директор как института исследований материалов и материаловедение программы и инженерии в Бингемтон университета , Университета штата Нью - Йорк . Он также является директором Северо-Восточного центра хранения химической энергии (NECCES) Министерства энергетики США в Бингемтоне. Он был удостоен Нобелевской премии по химии в 2019 году вместе с Акирой Ёшино и Джоном Б. Гуденафом .
Уиттингем - ключевая фигура в истории разработки литий-ионных аккумуляторов , которые сейчас используются во всем, от мобильных телефонов до электромобилей. Он впервые открыл электроды интеркаляции в 1970-х годах и подробно описал концепцию реакции интеркаляции для аккумуляторных батарей в конце 1970-х годов. Ему принадлежат оригинальные патенты на концепцию использования химии интеркаляции в высокообратимых литий-ионных батареях с высокой плотностью мощности. И он изобрел первую перезаряжаемую литий-ионную батарею, запатентованную в 1977 году и переданную Exxon. Его работа над литий-ионными батареями заложила основу для дальнейших разработок. Поэтому его называют отцом-основателем литий-ионных аккумуляторов.
Образование и карьера
Уиттингем родился в Ноттингеме , Англия , 22 декабря 1941 года. Он получил образование в Стэмфорде с 1951 по 1960 год, прежде чем поступил в Нью-колледж в Оксфорде, чтобы изучать химию. В Оксфордском университете он получил степени бакалавра (1964), магистра (1967) и доктора философии (1968). После завершения учебы в аспирантуре Уиттингем работал докторантом в Стэнфордском университете . Затем он проработал 16 лет в Exxon Research & Engineering Company. Затем он четыре года проработал в Schlumberger, прежде чем стал профессором Бингемтонского университета .
С 1994 по 2000 год он работал проректором университета по исследованиям. Он также работал заместителем председателя Исследовательского фонда Государственного университета Нью-Йорка в течение шести лет. В настоящее время он является заслуженным профессором химии, материаловедения и инженерии в Бингемтонском университете. Уиттингем был назначен главным научным директором NAATBatt International в 2017 году.
Уиттингем был сопредседателем исследования Министерства энергетики по хранению химической энергии в 2007 году, а в настоящее время является директором Северо-Восточного центра хранения химической энергии (NECCES), Исследовательского центра энергетических рубежей Министерства энергетики США (EFRC) в Бингемтоне. В 2014 году Министерство энергетики США выделило NECCES $ 12,8 млн на помощь в ускорении научных открытий, необходимых для построения новой экономики 21 века. В 2018 году Министерство энергетики выделило NECCES еще 3 миллиона долларов на продолжение важных исследований в области батарей. Команда NECCES использует средства для улучшения работы материалов для аккумулирования энергии и для разработки новых материалов, которые «дешевле, экологически безопасны и способны накапливать больше энергии, чем нынешние материалы».
Исследовать
Уиттингем - ключевая фигура в истории разработки литий-ионных аккумуляторов , открывшая концепцию вставных электродов. Exxon произвела литий-ионную батарею Уиттингема в 1970-х годах, которая была основана на катоде из дисульфида титана и литий-алюминиевом аноде. Батарея имела высокую плотность энергии, и диффузия ионов лития в катод из дисульфида титана была обратимой, что делало батарею перезаряжаемой. Кроме того, дисульфид титана имеет особенно высокую скорость диффузии иона лития в кристаллическую решетку. Компания Exxon вложила свои ресурсы в коммерциализацию батареи Li / LiClO 4 / TiS 2 . Из соображений безопасности компания Exxon закрыла проект. Уиттингем и его команда продолжали публиковать свои работы в академических журналах по электрохимии и физике твердого тела. В конце концов он покинул Exxon в 1984 году и четыре года проработал в Schlumberger в качестве менеджера. В 1988 году он принял должность профессора химического факультета Бингемтонского университета, США, чтобы преследовать свои академические интересы.
«Все эти батареи называются интеркаляционными батареями. Это как положить варенье в бутерброд. С химической точки зрения это означает, что у вас есть кристаллическая структура, и мы можем помещать ионы лития, извлекать их, и впоследствии структура остается точно такой же, Уиттингем сказал: «Мы сохраняем кристаллическую структуру. Это то, что делает эти литиевые батареи такими хорошими, позволяет им так долго работать».
Сегодняшние литиевые батареи ограничены по емкости, потому что менее одного литий-ионного / электронного обратимо интеркалируется на один окислительно-восстановительный центр переходного металла. Один из подходов для достижения более высоких плотностей энергии состоит в том, чтобы выйти за рамки одноэлектронных окислительно-восстановительных реакций интеркаляции вышеуказанных систем. В настоящее время исследования Уиттингема продвинулись к реакциям многоэлектронной интеркаляции, которые могут увеличить емкость накопителя за счет интеркаляции нескольких ионов лития. Несколько материалов для многоэлектронной интеркаляции были успешно разработаны Уиттингемом, например LiVOPO 4 / VOPO 4 и т. Д. Многовалентный катион ванадия (V 3+ <-> V 5+ ) играет важную роль в проведении многоэлектронных реакций. Эти многообещающие материалы проливают свет на аккумуляторную промышленность, быстро увеличивая плотность энергии.
Он получил Премию молодого автора от Электрохимического общества в 1971 году, премию за исследования аккумуляторов в 2003 году и был избран научным сотрудником в 2004 году. В 2010 году он был включен в список 40 лучших новаторов за вклад в продвижение зеленых технологий по версии Greentech Media. . В 2012 году Уиттингем получил премию IBA Yeager Award за пожизненный вклад в исследования материалов для литиевых батарей, а в 2013 году он был избран членом Общества исследования материалов . Он был включен в список вместе с Джоном Б. Гуденаф за новаторские исследования, приведшие к разработке литий-ионный аккумулятор в списке Clarivate Citation лауреатов на Нобелевскую премию в области химии по Thomson Reuters в 2015 году в 2018 году, Whittingham был избран членом Национальной инженерной академии, «за новаторскую применение химии интеркаляции для материалов хранения энергии.»
В 2019 году Уиттингем вместе с Джоном Б. Гуденафом и Акирой Йошино был удостоен Нобелевской премии по химии 2019 года «за разработку литий-ионных аккумуляторов».
Личная жизнь
Стэнли женат на докторе Джорджине Уиттингем, профессоре испанского языка в Государственном университете Нью-Йорка в Освего . У него двое детей, Майкл Уиттингем и Дженниффер Уиттингем-Бра.
Признание
- Премия канцлера 2007 года за выдающиеся достижения в области стипендий и творческой деятельности и награда за выдающиеся исследования, Государственный университет Нью-Йорка
- Премия 2010 года за пожизненный вклад Американского химического общества
- Лауреат цитирования Thomson Reuters 2015 года
- Премия старшего ученого 2017 года от Международного общества ионики твердого тела
- Премия Тернбулла 2018 года от Общества исследования материалов
- 2018 Член Национальной инженерной академии
- Нобелевская премия по химии 2019 года с Джоном Б. Гуденафом и Акирой Йошино
Книги
- Дж. Б. Гуденаф и М. С. Уиттингем (1977). Химия твердого тела преобразования и хранения энергии . Симпозиум Американского химического общества, серия № 163. ISBN 978-0-8412-0358-7.
- Г. Г. Либовиц и М. С. Уиттингем (1979). Материаловедение в энергетических технологиях . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-447550-2.
- MS Whittingham и AJ Jacobson (1984). Химия интеркаляции . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-747380-2.
- Д.Л. Нельсон, М.С. Уиттингем и Т.Ф. Джордж (1987). Химия высокотемпературных сверхпроводников . Симпозиум Американского химического общества, серия № 352. ISBN 978-0-8412-1431-6.
- М. А. Аларио-Франко, М. Гринблатт, Г. Рорер и М. С. Уиттингем (2003). Химия твердого тела неорганических материалов IV . Общество исследования материалов. ISBN 978-1-55899-692-2.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Наиболее цитируемые статьи
Ниже приводится краткий список некоторых из его наиболее цитируемых работ.
- Уиттингем, MS (1976). «Накопление электрической энергии и химия интеркаляции». Наука . 192 (4244): 1126–1127. Bibcode : 1976Sci ... 192.1126W . DOI : 10.1126 / science.192.4244.1126 . PMID 17748676 . S2CID 36607505 .
- Уиттингем, М. Стэнли (1976). «Роль тройных фаз в катодных реакциях». Журнал Электрохимического общества . 123 (3): 315–320. Bibcode : 1976JElS..123..315W . DOI : 10.1149 / 1.2132817 .
- Уиттингем, М. Стэнли (1978). «Химия интеркаляционных соединений: металлические гости в халькогенидных хозяевах». Прогресс в химии твердого тела . 12 (1): 41–99. DOI : 10.1016 / 0079-6786 (78) 90003-1 .
- Уиттингем, М. Стэнли (октябрь 2004 г.). «Литиевые батареи и катодные материалы» (PDF) . Химические обзоры . 104 (10): 4271–4301. DOI : 10.1021 / cr020731c . PMID 15669156 .
- Уиттингем, М. Стэнли (октябрь 2014 г.). «Пределы реакций интеркаляции для литиевых батарей». Химические обзоры . 114 (23): 11414–11443. DOI : 10.1021 / cr5003003 . PMID 25354149 .
- Чираил, Томас; Завалий, Петр Ю .; Уиттингем, М. Стэнли (октябрь 1998 г.). «Гидротермальный синтез оксидов ванадия». Химия материалов . 10 (10): 2629–2640. DOI : 10.1021 / cm980242m .
- Завалий, Петр Юрьевич .; Уиттингем, М. Стэнли (октябрь 1999 г.). «Структурная химия оксидов ванадия с открытыми каркасами» . Acta Crystallographica Раздел B . 55 (5): 627–663. DOI : 10.1107 / S0108768199004000 . PMID 10927405 .
- Чен, Ронгджи; Завалий, Петр; Уиттингем, М. Стэнли (июнь 1996 г.). «Гидротермальный синтез и характеристика K x MnO 2 · yH 2 O». Химия материалов . 8 (6): 1275–1280. DOI : 10.1021 / cm950550 .
- Janauer, Gerald G .; Добли, Артур; Го, Цзиндун; Завалий, Петр; Уиттингем, М. Стэнли (август 1996 г.). «Новые оксиды вольфрама, молибдена и ванадия, содержащие ионы ПАВ». Химия материалов . 8 (8): 2096–2101. DOI : 10.1021 / cm960111q .
- Ян, Шоуфэн; Песня, Яньнин; Завалий, Петр Ю .; Стэнли Уиттингем, М. (март 2002 г.). «Реакционная способность, стабильность и электрохимическое поведение фосфатов лития-железа». Электрохимические коммуникации . 4 (3): 239–244. DOI : 10.1016 / S1388-2481 (01) 00298-3 .
- Ян, Шоуфэн; Завалий, Петр Ю .; Стэнли Уиттингем, М. (сентябрь 2001 г.). «Гидротермальный синтез катодов из фосфата лития-железа». Электрохимические коммуникации . 3 (9): 505–508. DOI : 10.1016 / S1388-2481 (01) 00200-4 .
- Уиттингем, М. Стэнли; Го, Цзин-Донг; Чен, Ронгджи; Чираил, Томас; Янауэр, Джеральд; Завалий, Петр (январь 1995 г.). «Гидротермальный синтез новых оксидных материалов». Ионика твердого тела . 75 : 257–268. DOI : 10.1016 / 0167-2738 (94) 00220-M .
- Петков, В .; Завалий, ПЯ; Lutta, S .; Whittingham, MS; Парванов, В .; Шастри, С. (февраль 2004 г.). "Структура за пределами Брэгга: Исследование нанотрубок V 2 O 5 " (PDF) . Physical Review B . 69 (8): 085410 (1–6). Bibcode : 2004PhRvB..69h5410P . DOI : 10.1103 / PhysRevB.69.085410 . Архивировано из оригинального (PDF) 9 октября 2019 года.
- « Катод LiFePO 4, модифицированный ванадием для литий-ионных аккумуляторов» . Электрохимические и твердотельные письма . 12 (2): A33 – A38. Февраль 2009 г. doi : 10.1149 / 1.3039795 .
- Чжоу, Хуэй; Упрети, Шайлеш; Чернова, Наташа А .; Отье, Жоффруа; Седер, Гербранд; Уиттингем, М. Стэнли (декабрь 2010 г.). «Пирофосфаты железа и марганца в качестве катодов для литий-ионных батарей» (PDF) . Химия материалов . 23 (2): 293–300. DOI : 10.1021 / cm102922q .
использованная литература
внешние ссылки
У Схолии есть профиль М. Стэнли Уиттингема (Q285062) . |
- Профиль М. Стэнли Уиттингема на сайте Бингемтонского университета
- Интервью М. Стэнли Уиттингема [1] в École supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la ville de Paris, веб-сайт истории науки
- М. Стэнли Уиттингем на сайте Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию в воскресенье, 8 декабря 2019 г. Происхождение литиевой батареи