John B. Goodenough – Wikipedia

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Amerikanischer Festkörperphysiker und Professor

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John Bannister Goodenough (( GUUD-in-uf;;[3] geboren am 25. Juli 1922)[4] ist ein amerikanischer Materialwissenschaftler, Festkörperphysiker und Nobelpreisträger für Chemie. Er ist Professor für Maschinenbau und Materialwissenschaften an der University of Texas in Austin. Ihm wird die Identifizierung und Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie, die Entwicklung der Goodenough-Kanamori-Regeln zur Bestimmung des Vorzeichens des magnetischen Überaustauschs in Materialien und die wegweisenden Entwicklungen im Arbeitsspeicher für Computer mit wahlfreiem Zugriff zugeschrieben.

Goodenough wurde in Jena als Sohn amerikanischer Eltern geboren. Während und nach seinem Abschluss an der Yale University war Goodenough im Zweiten Weltkrieg als US-Militärmeteorologe tätig. Er fuhr fort, seinen Ph.D. Er studierte Physik an der Universität von Chicago und wurde Forscher am MIT Lincoln Laboratory und später Leiter des Labors für Anorganische Chemie an der Universität von Oxford. Seit 1986 ist er Professor an der Ingenieurschule der UT Austin.

Er wurde mit der National Medal of Science, der Copley Medal, dem Fermi Award, dem Draper Prize und dem Japan Prize ausgezeichnet. Der John B Goodenough Award in Materialwissenschaften ist nach ihm benannt. 2019 erhielt er zusammen mit M. Stanley Whittingham und Akira Yoshino den Nobelpreis für Chemie und wurde mit 97 Jahren der älteste Nobelpreisträger der Geschichte.[5]

Frühes Leben und Ausbildung[edit]

John Goodenough wurde in Jena als Sohn der amerikanischen Eltern Erwin Ramsdell Goodenough (1893–1965) und Helen Miriam (Lewis) Goodenough geboren.[6] Sein Vater arbeitete an seiner Promotion. an der Harvard Divinity School zur Zeit von Johns Geburt und wurde später Professor für Religionsgeschichte an der Yale University. Johns Bruder war der verstorbene Anthropologe Ward Goodenough von der University of Pennsylvania. Die Brüder besuchten das Internat in Groton in Massachusetts.[7] Im Jahr 1944 erhielt John Goodenough einen Bachelor in Mathematik, summa cum laude, von Yale, wo er Mitglied von Skull and Bones war.[8]

Nach seinem Dienst in der US-Armee als Meteorologe[9] Im Zweiten Weltkrieg ging Goodenough an die Universität von Chicago, um einen Master abzuschließen, und erhielt einen Doktortitel. in Physik im Jahr 1952.[10] Sein Doktorvater war der Theoretiker für elektrische Ausfälle, Clarence Zener, und er arbeitete und studierte bei Physikern, darunter Enrico Fermi und John A. Simpson. Während seiner Zeit in Chicago lernte er die Geschichtsstudentin Irene Wiseman kennen und heiratete sie.[11]

Karriere und Forschung[edit]

MIT Lincoln Laboratory[edit]

Nach seinem Studium war Goodenough 24 Jahre lang wissenschaftlicher Mitarbeiter und Teamleiter am Lincoln Laboratory des MIT. Während dieser Zeit war er Teil eines interdisziplinären Teams, das für die Entwicklung des Magnetspeichers mit wahlfreiem Zugriff verantwortlich war. Seine Forschungsanstrengungen zu RAM führten ihn dazu, die Konzepte der kooperativen Orbitalordnung, auch als kooperative Jahn-Teller-Verzerrung bekannt, in Oxidmaterialien zu entwickeln, und anschließend die Regeln für das Vorzeichen des magnetischen Überaustauschs in Materialien zu entwickeln, die jetzt bekannt sind wie die Goodenough-Kanamori-Regeln (mit Junjiro Kanamori).[12]

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Amtszeit an der Universität von Oxford[edit]

In den späten 1970er und frühen 1980er Jahren setzte er seine Karriere als Leiter des Labors für Anorganische Chemie an der Universität Oxford fort. Unter seinen Arbeiten in Oxford wurden Goodenough bedeutende Forschungsarbeiten zugeschrieben, die für die Entwicklung kommerzieller wiederaufladbarer Lithium-Ionen-Batterien von wesentlicher Bedeutung sind.[12] Goodenough konnte frühere Arbeiten von M. Stanley Whittingham zu Batteriematerialien erweitern und fand 1980 heraus, dass Li verwendet wurdexGurren2 Als leichtes Kathodenmaterial mit hoher Energiedichte konnte er die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien verdoppeln. Goodenoughs Arbeit wurde durch Sony von Akira Yoshino kommerzialisiert, der zusätzliche Verbesserungen an der Batteriekonstruktion beigetragen hatte.[13] Goodenough erhielt 2001 den Japan-Preis für seine Entdeckungen der Materialien, die für die Entwicklung leichter wiederaufladbarer Lithiumbatterien mit hoher Energiedichte von entscheidender Bedeutung sind.[14] und er, Whittingham und Yoshino teilten sich den Nobelpreis für Chemie 2019 für ihre Forschung an Lithium-Ionen-Batterien.[13]

Professor an der Universität von Texas[edit]

Seit 1986 ist Goodenough Professor an der University of Texas in Austin an den Abteilungen für Maschinenbau und Elektrotechnik der Cockrell School of Engineering.[15] Während seiner Amtszeit dort hat er seine Forschungen zu ionisch leitenden Festkörpern und elektrochemischen Geräten fortgesetzt. Er erklärte, er habe weiterhin verbesserte Materialien für Batterien untersucht, um die Entwicklung von Elektrofahrzeugen zu fördern und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.[16]Arumugam Manthiram und Goodenough entdeckten die Polyanionklasse der Kathoden.[17][18][19] Sie zeigten, dass positive Elektroden, die Polyanionen enthalten, z. B. Sulfate, aufgrund der induktiven Wirkung des Polyanions höhere Spannungen als Oxide erzeugen. Die Polyanion-Klasse umfasst Materialien wie Lithium-Eisen-Phosphate, die für kleinere Geräte wie Elektrowerkzeuge verwendet werden.[20] Seine Gruppe hat auch verschiedene vielversprechende Elektroden- und Elektrolytmaterialien für Festoxidbrennstoffzellen identifiziert.[21] Derzeit hat er den Virginia H. Cockrell Centennial Chair in Engineering inne.[22]

Goodenough arbeitet ab 2019 noch im Alter von 97 Jahren an der Universität.[23] in der Hoffnung, einen weiteren Durchbruch in der Batterietechnologie zu finden.[24][25]

Am 28. Februar 2017 veröffentlichten Goodenough und sein Team an der University of Texas einen Artikel in der Zeitschrift Energie- und Umweltwissenschaften bei der Demonstration einer Glasbatterie, einer kostengünstigen Festkörperbatterie, die nicht brennbar ist und eine lange Lebensdauer mit einer hohen volumetrischen Energiedichte und schnellen Lade- und Entladeraten aufweist. Anstelle von flüssigen Elektrolyten verwendet die Batterie Glaselektrolyte, die die Verwendung einer Alkalimetallanode ohne Bildung von Dendriten ermöglichen.[26][25][27][28] Dieses Papier stieß jedoch in der Batterieforschungsgemeinschaft auf weit verbreitete Skepsis und ist nach mehreren Folgearbeiten weiterhin umstritten. Die Arbeit wurde wegen des Mangels an umfassenden Daten kritisiert,[29] falsche Interpretationen der erhaltenen Daten,[29] und dass der vorgeschlagene Mechanismus des Batteriebetriebs den ersten Hauptsatz der Thermodynamik verletzen würde.[30][31]

Im April 2020 wurde im Auftrag des LNEG (Nationales Labor für Energie und Geologie) in Portugal, der Universität von Porto, Portugal und der Universität von Texas ein Patent für die Glasbatterie angemeldet.[32]

Beratungsarbeit[edit]

2010 trat Goodenough dem technischen Beirat von Enevate in Irvine, Kalifornien, bei, einem von Silizium dominierten Startup für Li-Ionen-Batterietechnologie.[33] Goodenough ist derzeit auch Berater des Joint Centre for Energy Storage Research (JCESR), einer Zusammenarbeit, die vom Argonne National Laboratory geleitet und vom Energieministerium finanziert wird.[34] Seit 2016 ist Goodenough auch als Berater für Battery500 tätig, ein nationales Konsortium, das vom Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) geleitet und teilweise vom Energieministerium finanziert wird.[35][36]

Grundlegende Untersuchungen[edit]

Grundsätzlich konzentrierte sich seine Forschung auf den Magnetismus und das Metall-Isolator-Übergangsverhalten in Übergangsmetalloxiden. Zusammen mit Junjiro Kanamori entwickelte Goodenough in den 1950er und 1960er Jahren eine Reihe von semi-empirischen Regeln zur Vorhersage des Magnetismus in diesen Materialien, die nun als Goodenough-Kanamori-Regeln bezeichnet werden und die Grundlage für den Überaustausch bilden, der eine Kerneigenschaft für die Hochtemperatursupraleitung darstellt .[37][38][39]

Unterscheidungen[edit]

Professor Goodenough ist Mitglied der Nationalen Akademie der Ingenieurwissenschaften, der Nationalen Akademie der Wissenschaften, der Französischen Akademie der Wissenschaften, der Real Academia de Ciencias Exactas, der Físicas y Naturales in Spanien und der Nationalen Akademie der Wissenschaften in Indien.[40] Er hat mehr als 550 Artikel, 85 Buchkapitel und Rezensionen sowie fünf Bücher verfasst, darunter zwei wegweisende Werke. Magnetismus und die chemische Bindung (1963)[41] und Les oxydes des metaux de Transition (1973).[21] Goodenough erhielt 2009 zusammen mit Siegfried S. Hecker von der Stanford University, der den Preis für seine Arbeit in der Plutoniummetallurgie erhalten hatte, den Enrico Fermi Award 2009 für seine Arbeit mit Lithium-Ionen-Batterien.[42]

2010 wurde er zum ausländischen Mitglied der Royal Society gewählt.[43] Am 1. Februar 2013 wurde Goodenough von Präsident Barack Obama aus den USA mit der National Medal of Science ausgezeichnet.[44] Er wurde mit dem Draper Prize in Engineering ausgezeichnet.[45] 2015 wurde er zusammen mit M Stanley Whittingham für bahnbrechende Forschungsarbeiten zur Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie auf einer Liste von Clarivate Citation Laureates für den Nobelpreis für Chemie von Thomson Reuters aufgeführt. 2017 erhielt er den Welch Award in Chemistry[46][47] 2019 wurde er mit der Copley-Medaille der Royal Society ausgezeichnet.[48]

Die Royal Society of Chemistry verlieh ihm zu Ehren einen John B. Goodenough Award.[12]

Goodenough wurde 2017 vom Corporate EcoForum (CEF) mit dem Ehrenpreis CK Prahalad ausgezeichnet. CEF-Gründer Rangaswami erklärte: “John Goodenough ist ein Beweis dafür, dass die Fantasie für das Wohl der Allgemeinheit eingesetzt wird. Wir freuen uns, seine lebenslangen Erfolge anzuerkennen, und sind hoffnungsvoll dass seine jüngste Entdeckung erhebliche Auswirkungen auf die Zukunft einer nachhaltigen Batteriespeicherung haben wird. “[49][50]

Goodenough erhielt am 9. Oktober 2019 zusammen mit M. Stanley Whittingham und Akira Yoshino den Nobelpreis für Chemie für seine Arbeit an Lithium-Ionen-Batterien. Er ist die älteste Person, die den Nobelpreis erhalten hat.[5]

Artikel[edit]

Bücher[edit]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ Thackeray, MM; David, WIF; Bruce, PG; Goodenough, JB (1983). “Lithiuminsertion in Manganspinelle”. Bulletin für Materialforschung. 18 (4): 461–472. doi:10.1016 / 0025-5408 (83) 90138-1.
  2. ^ “John B. Goodenough Nobel Lecture”. Nobelpreis.
  3. ^ Expertenmeinung mit Dr. Goodenough – Die Zukunft der Batteriespeicherung (Expertenpublikum) auf Youtube
  4. ^ “John B. Goodenough”. Amerikanisches Institut für Physik.
  5. ^ ein b Specia, Megan (9. Oktober 2019). “Nobelpreis für Chemie ehrt Arbeit an Lithium-Ionen-Batterien – John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham und Akira Yoshino wurden für ihre Forschung ausgezeichnet, die den Grundstein für eine drahtlose Gesellschaft ohne fossile Brennstoffe gelegt hat.”“”“”. Die New York Times. Abgerufen 9. Oktober 2019.
  6. ^ Mattes, Eleanor Bustin (1997). Mythos für die Moderne: Erwin Ramsdell Goodenough und Religionswissenschaft in Amerika, 1938-1955. Vogelscheuche drücken. ISBN 9780810833395 – über Google Books.
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  8. ^ Goodenough, John B. (2008). Zeuge der Gnade. PublishAmerica. ISBN 9781462607570 – über Google Books.
  9. ^ Gregg, Helen (Sommer 2016). “Seine aktuelle Suche”. Das Magazin der Universität von Chicago. Abgerufen 18. Januar 2018.
  10. ^ Goodenough, John B. (1952). Eine Theorie der Abweichung von der engen Packung in hexagonalen Metallkristallen (Doktorarbeit). Die Universität von Chicago. OCLC 44609164 – über ProQuest.
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Weiterführende Literatur[edit]

Externe Links[edit]


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