Michael Stanley Whittingham (nacido el 22 de diciembre de 1941) es un químico británico - estadounidense . Actualmente es profesor de química y director tanto del Instituto de Investigación de Materiales como del programa de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad de Binghamton , Universidad Estatal de Nueva York . También se desempeña como director del Northeastern Center for Chemical Energy Storage (NECCES) del Departamento de Energía de EE. UU . En Binghamton. Fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 2019 junto a Akira Yoshino y John B. Goodenough . [1] [2]
M. Stanley Whittingham | |
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Nació | Michael Stanley Whittingham 22 de diciembre de 1941 Nottingham , Inglaterra |
Nacionalidad | Británico , Americano |
Educación | New College, Oxford ( BA , MA , DPhil ) |
Conocido por | Batería de iones de litio |
Premios | Premio Nobel de Química (2019) |
Carrera científica | |
Campos | Químico |
Instituciones | Universidad de Binghamton |
Tesis | Estudios de microbalances de algunos sistemas de óxidos (1968) |
Asesor de doctorado | Peter Dickens |
Otros asesores académicos | Robert Huggins (postdoctorado) |
Whittingham es una figura clave en la historia del desarrollo de las baterías de iones de litio , que ahora se utilizan en todo, desde teléfonos móviles hasta vehículos eléctricos. Descubrió los electrodos de intercalación en la década de 1970 por primera vez y describió a fondo el concepto de reacción de intercalación para baterías recargables a fines de la década de 1970. Posee las patentes originales sobre el concepto del uso de la química de intercalación en baterías de iones de litio de alta densidad de potencia y altamente reversibles. E inventó la primera batería recargable de iones de litio, patentada en 1977 y asignada a Exxon. Su trabajo en baterías de iones de litio sentó las bases para los desarrollos posteriores de otros. Por lo tanto, se le llama el padre fundador de las baterías de iones de litio. [3]
Educación y carrera
Whittingham nació en Nottingham , Inglaterra , el 22 de diciembre de 1941. [4] [5] Se educó en la Stamford School en Lincolnshire de 1951 a 1960, antes de ir a New College, Oxford para leer Química. En la Universidad de Oxford , obtuvo su BA (1964), MA (1967) y DPhil (1968). [6] Después de completar sus estudios de posgrado, Whittingham fue becario postdoctoral en la Universidad de Stanford . [7] Luego trabajó para Exxon Research & Engineering Company durante 16 años. [7] Luego pasó cuatro años trabajando para Schlumberger antes de convertirse en profesor en la Universidad de Binghamton . [6]
De 1994 a 2000, se desempeñó como vicerrector de investigación de la Universidad. [4] También se desempeñó como vicepresidente de la Fundación de Investigación de la Universidad Estatal de Nueva York durante seis años. Actualmente es profesor distinguido de química y ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Binghamton. [7] Whittingham fue nombrado director científico de NAATBatt International en 2017. [4]
Whittingham copresidió el estudio del DOE sobre almacenamiento de energía química en 2007, [8] y ahora es director del Northeastern Center for Chemical Energy Storage (NECCES), un Centro de Investigación de Fronteras Energéticas (EFRC) del Departamento de Energía de EE. UU. En Binghamton. En 2014, NECCES recibió $ 12,8 millones del Departamento de Energía de EE. UU. Para ayudar a acelerar los avances científicos necesarios para construir una nueva economía del siglo XXI. En 2018, el Departamento de Energía otorgó a NECCES otros $ 3 millones para continuar su importante investigación sobre baterías. El equipo de NECCES está utilizando la financiación para hacer que los materiales de almacenamiento de energía funcionen mejor y para desarrollar nuevos materiales que sean "más baratos, respetuosos con el medio ambiente y capaces de almacenar más energía que los materiales actuales". [9]
Investigar
Whittingham es una figura clave en la historia del desarrollo de las baterías de iones de litio , descubriendo el concepto de electrodos de intercalación . Exxon fabricó la batería de iones de litio de Whittingham en la década de 1970, que se basaba en un cátodo de disulfuro de titanio y un ánodo de litio y aluminio. [10] La batería tenía una alta densidad de energía y la difusión de iones de litio en el cátodo de disulfuro de titanio era reversible, lo que la hacía recargable. Además, el disulfuro de titanio tiene una velocidad de difusión de iones de litio particularmente rápida en la red cristalina. Exxon invirtió sus recursos en la comercialización de una batería Li / LiClO 4 / TiS 2 . Las preocupaciones de seguridad dejaron a Exxon para finalizar el proyecto. Whittingham y su equipo continuaron publicando su trabajo en revistas académicas de electroquímica y física del estado sólido. Finalmente dejó Exxon en 1984 y pasó cuatro años en Schlumberger como gerente. En 1988, aceptó el puesto de profesor en el Departamento de Química de la Universidad de Binghamton, EE. UU., Para perseguir sus intereses académicos.
"Todas estas baterías se llaman baterías de intercalación. Es como poner mermelada en un sándwich. En términos químicos, significa que tienes una estructura de cristal, y podemos poner iones de litio, sacarlos, y la estructura es exactamente la misma después, Whittingham dijo: "Conservamos la estructura cristalina. Eso es lo que hace que estas baterías de litio sean tan buenas, les permite funcionar durante tanto tiempo". [10]
Las baterías de litio de hoy en día tienen una capacidad limitada porque menos de un ion de litio / electrón está intercalado de manera reversible por centro redox de metal de transición. Para lograr densidades de energía más altas, un enfoque es ir más allá de las reacciones de intercalación redox de un electrón de los sistemas anteriores. Actualmente, la investigación de Whittingham ha avanzado hacia reacciones de intercalación de múltiples electrones, que pueden aumentar la capacidad de almacenamiento al intercalar múltiples iones de litio. Whittingham ha desarrollado con éxito algunos materiales de intercalación de múltiples electrones, como LiVOPO 4 / VOPO 4 , etc. El catión de vanadio multivalente (V 3+ <-> V 5+ ) juega un papel importante para lograr las reacciones de múltiples electrones. Estos materiales prometedores iluminan la industria de las baterías para aumentar rápidamente la densidad de energía.
Recibió el premio Young Author Award de The Electrochemical Society en 1971, [11] el Battery Research Award en 2003, [12] y fue elegido miembro en 2004. [13] En 2010, fue incluido como uno de los 40 innovadores más importantes. por las contribuciones de Greentech Media al avance de la tecnología verde . [14] En 2012, Whittingham recibió el premio IBA Yeager por su contribución de por vida a la investigación de materiales de baterías de litio, [15] y fue elegido miembro de la Sociedad de Investigación de Materiales en 2013. [16] Fue incluido junto con John B. Goodenough , por la investigación pionera que condujo al desarrollo de la batería de iones de litio en una lista de Clarivate Citation Laureados para el Premio Nobel de Química por Thomson Reuters en 2015. [10] [17] En 2018, Whittingham fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería , "por ser pioneros en la aplicación de la química de intercalación para materiales de almacenamiento de energía". [18]
En 2019, Whittingham, junto con John B. Goodenough y Akira Yoshino , recibió el Premio Nobel de Química 2019 "por el desarrollo de baterías de iones de litio". [1] [2]
Vida personal
Stanley está casado con la Dra. Georgina Whittingham, profesora de español en la Universidad Estatal de Nueva York, Oswego . Tiene dos hijos, Michael Whittingham y Jenniffer Whittingham-Bras. [19] [20]
Reconocimiento
- Premio del Canciller 2007 a la excelencia en becas y actividades creativas y Premio a la investigación destacada, Universidad Estatal de Nueva York [21]
- Premio 2010 a las contribuciones de por vida de la American Chemical Society [4]
- 2015 Thomson Reuters Citation Laureate [17]
- Premio al Científico Senior 2017 de la Sociedad Internacional de Iónicos de Estado Sólido [22]
- Premio Turnbull 2018 de la Materials Research Society [23]
- 2018 Miembro de la Academia Nacional de Ingeniería [24]
- Premio Nobel de Química 2019 con John B. Goodenough y Akira Yoshino [1]
Libros
- JB Goodenough y MS Whittingham (1977). Química del estado sólido de conversión y almacenamiento de energía . Simposio de la Sociedad Americana de Química Serie # 163. ISBN 978-0-8412-0358-7.
- GG Libowitz y MS Whittingham (1979). Ciencia de Materiales en Tecnología Energética . Prensa académica. ISBN 978-0-12-447550-2.
- MS Whittingham y AJ Jacobson (1984). Química de intercalación . Prensa académica. ISBN 978-0-12-747380-2.
- DL Nelson, MS Whittingham y TF George (1987). Química de los superconductores de alta temperatura . Simposio de la Sociedad Americana de Química Serie # 352. ISBN 978-0-8412-1431-6.
- MA Alario-Franco, M. Greenblatt, G. Rohrer y MS Whittingham (2003). Química del estado sólido de materiales inorgánicos IV . Sociedad de Investigación de Materiales. ISBN 978-1-55899-692-2.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
Artículos más citados
A continuación se muestra una breve lista de algunos de sus artículos más citados. [25]
- Whittingham, MS (1976). "Química de intercalación y almacenamiento de energía eléctrica". Ciencia . 192 (4244): 1126–1127. Código Bibliográfico : 1976Sci ... 192.1126W . doi : 10.1126 / science.192.4244.1126 . PMID 17748676 . S2CID 36607505 .
- Whittingham, M. Stanley (1976). "El papel de las fases ternarias en las reacciones catódicas". Revista de la Sociedad Electroquímica . 123 (3): 315–320. Código bibliográfico : 1976JElS..123..315W . doi : 10.1149 / 1.2132817 .
- Whittingham, M.Stanley (1978). "Química de los compuestos de intercalación: huéspedes metálicos en huéspedes calcogenuros". Progreso en Química del Estado Sólido . 12 (1): 41–99. doi : 10.1016 / 0079-6786 (78) 90003-1 .
- Whittingham, M. Stanley (octubre de 2004). "Baterías de litio y materiales de cátodos" (PDF) . Revisiones químicas . 104 (10): 4271–4301. doi : 10.1021 / cr020731c . PMID 15669156 .
- Whittingham, M. Stanley (octubre de 2014). "Límites definitivos para las reacciones de intercalación para baterías de litio". Revisiones químicas . 114 (23): 11414-11443. doi : 10.1021 / cr5003003 . PMID 25354149 .
- Chirayil, Thomas; Zavalij, Peter Y .; Whittingham, M. Stanley (octubre de 1998). "Síntesis hidrotermal de óxidos de vanadio". Química de Materiales . 10 (10): 2629–2640. doi : 10.1021 / cm980242m .
- Zavalij, Peter Y .; Whittingham, M. Stanley (octubre de 1999). "Química estructural de óxidos de vanadio con marcos abiertos" . Acta Crystallographica Sección B . 55 (5): 627–663. doi : 10.1107 / S0108768199004000 . PMID 10927405 .
- Chen, Rongji; Zavalij, Peter; Whittingham, M. Stanley (junio de 1996). "Síntesis hidrotermal y caracterización de K x MnO 2 · yH 2 O". Química de Materiales . 8 (6): 1275-1280. doi : 10.1021 / cm950550 .
- Janauer, Gerald G .; Dobley, Arthur; Guo, Jingdong; Zavalij, Peter; Whittingham, M. Stanley (agosto de 1996). "Novedosos óxidos de tungsteno, molibdeno y vanadio que contienen iones tensioactivos". Química de Materiales . 8 (8): 2096–2101. doi : 10.1021 / cm960111q .
- Yang, Shoufeng; Song, Yanning; Zavalij, Peter Y .; Stanley Whittingham, M. (marzo de 2002). "Reactividad, estabilidad y comportamiento electroquímico de los fosfatos de hierro y litio". Comunicaciones de electroquímica . 4 (3): 239–244. doi : 10.1016 / S1388-2481 (01) 00298-3 .
- Yang, Shoufeng; Zavalij, Peter Y .; Stanley Whittingham, M. (septiembre de 2001). "Síntesis hidrotermal de cátodos de fosfato de hierro y litio". Comunicaciones de electroquímica . 3 (9): 505–508. doi : 10.1016 / S1388-2481 (01) 00200-4 .
- Whittingham, M. Stanley; Guo, Jing-Dong; Chen, Rongji; Chirayil, Thomas; Janauer, Gerald; Zavalij, Peter (enero de 1995). "La síntesis hidrotermal de nuevos materiales oxidados". Iónicos de estado sólido . 75 : 257-268. doi : 10.1016 / 0167-2738 (94) 00220-M .
- Petkov, V .; Zavalij, PY; Lutta, S .; Whittingham, MS; Parvanov, V .; Shastri, S. (febrero de 2004). "Estructura más allá de Bragg: estudio de nanotubos de V 2 O 5 " (PDF) . Physical Review B . 69 (8): 085410 (1–6). Código Bibliográfico : 2004PhRvB..69h5410P . doi : 10.1103 / PhysRevB.69.085410 . Archivado desde el original (PDF) el 9 de octubre de 2019.
- "Cátodo LiFePO 4 modificado con vanadio para baterías de iones de litio" . Letras electroquímicas y de estado sólido . 12 (2): A33 – A38. Febrero de 2009. doi : 10.1149 / 1.3039795 .
- Zhou, Hui; Upreti, Shailesh; Chernova, Natasha A .; Hautier, Geoffroy; Ceder, Gerbrand; Whittingham, M. Stanley (diciembre de 2010). "Pirofosfatos de hierro y manganeso como cátodos para baterías de iones de litio" (PDF) . Química de Materiales . 23 (2): 293–300. doi : 10.1021 / cm102922q .
Referencias
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- ^ Ramanan, A. (10 de noviembre de 2019). "Desarrollo de baterías de iones de litio - Premio Nobel de Química 2019" (PDF) . Ciencia actual . 117 (9): 1416-1418. Archivado desde el original el 5 de diciembre de 2019 . Consultado el 16 de marzo de 2021 .CS1 maint: URL no apta ( enlace )
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- ^ "Stanley Whittingham" . Google Scholar . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
enlaces externos
- Perfil de M. Stanley Whittingham en el sitio web de la Universidad de Binghamton
- Entrevista de M. Stanley Whittingham [1] en la École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris sitio web de historia de la ciencia
- M. Stanley Whittingham en Nobelprize.orgincluida la conferencia Nobel el domingo 8 de diciembre de 2019 Los orígenes de la batería de litio