John B. Bueno

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Científico estadounidense de materiales (1922–2023)

John Bannister Goodenough (GUUD-in-uf; 25 de julio de 1922 - 25 de junio de 2023) fue un científico de materiales estadounidense, físico del estado sólido y premio Nobel de química. Desde 1996 fue profesor de Mecánica, Ciencia de Materiales e Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Texas en Austin. Se le atribuye identificar las reglas de Goodenough-Kanamori del signo del superintercambio magnético en materiales, desarrollar materiales para la memoria de acceso aleatorio de las computadoras e inventar materiales catódicos para baterías de iones de litio.

Goodenough nació en Jena, Reich Alemán (República Weimar), para padres estadounidenses. During and after graduating from Yale University, Goodenough served as a U.S. military meteorologist in World War II. Consiguió obtener su doctorado en física en la Universidad de Chicago, se convirtió en investigador en el Laboratorio del MIT Lincoln, y más tarde el jefe del Laboratorio de Química Inorgánica en la Universidad de Oxford.

Goodenough recibió la Medalla Nacional de Ciencias, la Medalla Copley, el Premio Fermi, el Premio Draper y el Premio Japón. El premio John B. Goodenough en ciencia de materiales lleva su nombre. En 2019, recibió el Premio Nobel de Química junto a M. Stanley Whittingham y Akira Yoshino y, a sus 97 años, se convirtió en el premio Nobel de mayor edad de la historia. Desde el 27 de agosto de 2021 hasta su muerte, fue el premio Nobel vivo de mayor edad.

Vida personal y educación

John Goodenough nació en Jena, Alemania, el 25 de julio de 1922, de padres estadounidenses, Erwin Ramsdell Goodenough (1893–1965) y Helen Miriam (Lewis) Goodenough. Su padre estaba trabajando en su doctorado. en la Universidad de Oxford en el momento del nacimiento de John y más tarde se convirtió en profesor de historia de la religión en la Universidad de Yale. El hermano de John, el fallecido Ward Goodenough, era antropólogo de la Universidad de Pensilvania. Los hermanos asistieron a un internado en Groton en Massachusetts. John Goodenough padecía dislexia, pero la comunidad médica no la entendía bien y no recibía tratamiento. No sabía leer en Groton y no le fue bien en sus clases. En cambio, encontró interés en explorar la naturaleza, las plantas y los animales.

John también tenía dos medios hermanos del segundo matrimonio de su padre: Ursula Goodenough, profesora emérita de biología en la Universidad de Washington en St. Louis; y Daniel A. Goodenough, profesor emérito de biología de la Facultad de Medicina de Harvard. En 1944, John Goodenough recibió una licenciatura en matemáticas, summa cum laude, de la Universidad de Yale, donde fue miembro de Skull and Bones.

Después de servir en el ejército de los EE. UU. como meteorólogo en la Segunda Guerra Mundial, Goodenough fue a la Universidad de Chicago para completar una maestría y obtuvo un doctorado. en física en 1952. Su supervisor doctoral fue Clarence Zener, un teórico de las fallas eléctricas, y trabajó y estudió con físicos, incluidos Enrico Fermi y John A. Simpson. Mientras estaba en Chicago, conoció a la estudiante canadiense de posgrado en historia Irene Wiseman. Se casaron en 1951. La pareja no tuvo hijos. Irene murió en 2016. Era cristiano protestante. [1]

Goodenough cumplió 100 años el 25 de julio de 2022. Murió en un centro de vida asistida en Austin, Texas, el 25 de junio de 2023, un mes antes de lo que habría sido su cumpleaños número 101.

Carrera e investigación

Goodenough discute su investigación y carrera.

MIT Lincoln Laboratory

Después de sus estudios, Goodenough fue científico investigador y líder de equipo en el Laboratorio Lincoln del MIT durante 24 años. Durante este tiempo formó parte de un equipo interdisciplinario responsable del desarrollo de la memoria magnética de acceso aleatorio. Sus esfuerzos de investigación sobre RAM lo llevaron a desarrollar los conceptos de ordenamiento orbital cooperativo, también conocido como distorsión cooperativa de Jahn-Teller, en materiales de óxido, y posteriormente lo llevaron a desarrollar las reglas para el signo del superintercambio magnético en materiales, ahora conocido. como gobierna Goodenough-Kanamori (con Junjiro Kanamori).

Tenencia en la Universidad de Oxford

Placa azul erigida por la Royal Society of Chemistry conmemorando el trabajo hacia la batería recargable de iones de litio en Oxford

A finales de los años 1970 y principios de los 1980, continuó su carrera como jefe del Laboratorio de Química Inorgánica de la Universidad de Oxford. Entre los aspectos más destacados de su trabajo en Oxford, a Goodenough se le atribuye una importante investigación esencial para el desarrollo de baterías recargables comerciales de iones de litio. Goodenough pudo ampliar el trabajo anterior de M. Stanley Whittingham sobre materiales de baterías y descubrió en 1980 que al usar Li_xCoO₂ como un cátodo liviano y de alta densidad de energía material, podría duplicar la capacidad de las baterías de iones de litio.

Aunque Goodenough vio el potencial comercial de las baterías con sus cátodos LiCoO2 y LiNiO2 y se acercó a la Universidad de Oxford con una solicitud para patentar esta invención, Oxford se negó. Incapaz de afrontar los gastos de patente con su salario académico, Goodenough recurrió al Atomic Energy Research Establishment del Reino Unido en Harwell, que aceptó su oferta, pero bajo los términos, que proporcionaban pago cero de regalías a los inventores John B. Goodenough y Koichi. Mizushima. En 1990, la AERE concedió la licencia de las patentes de Goodenough a Sony Corporation, a la que siguieron otros fabricantes de baterías. Se estima que la AERE ganó más de 10 millones. Libras británicas procedentes de esta licencia.

El trabajo de Sony para seguir mejorando el invento de Goodenough estuvo dirigido por Akira Yoshino, quien había desarrollado un diseño ampliado de la batería y el proceso de fabricación. Goodenough recibió el Premio Japón en 2001 por sus descubrimientos de materiales críticos para el desarrollo de baterías de litio recargables livianas de alta densidad de energía, y él, Whittingham y Yoshino compartieron el Premio Nobel de Química de 2019 por su investigación en baterías de iones de litio.

Profesor de la Universidad de Texas

Desde 1986, Goodenough fue profesor en la Universidad de Texas en Austin en los departamentos de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Eléctrica de la Escuela de Ingeniería Cockrell. Durante su mandato allí, continuó su investigación sobre sólidos conductores iónicos y dispositivos electroquímicos; Afirmó que continúa estudiando materiales mejorados para baterías para ayudar a promover el desarrollo de vehículos eléctricos y ayudar a reducir la dependencia humana de los combustibles fósiles. Arumugam Manthiram y Goodenough descubrieron la clase de cátodos polianión. Demostraron que los electrodos positivos que contienen polianiones, por ejemplo, sulfatos, producen voltajes más altos que los óxidos debido al efecto inductivo del polianión. La clase de polianiones incluye materiales como los fosfatos de litio y hierro que se utilizan para dispositivos más pequeños como herramientas eléctricas. Su grupo también identificó varios materiales prometedores para electrodos y electrolitos para pilas de combustible de óxido sólido. Ocupó la Cátedra del Centenario de Ingeniería Virginia H. Cockrell.

Goodenough todavía trabajaba en la universidad a los 98 años en 2021, con la esperanza de encontrar otro avance en la tecnología de baterías.

El 28 de febrero de 2017, Goodenough y su equipo de la Universidad de Texas publicaron un artículo en la revista Energy and Environmental Science sobre su demostración de una batería de vidrio, una batería totalmente sólida de bajo costo. Batería de estado sólido que no es combustible y tiene un ciclo de vida prolongado con una alta densidad de energía volumétrica y velocidades rápidas de carga y descarga. En lugar de electrolitos líquidos, la batería utiliza electrolitos de vidrio que permiten el uso de un ánodo de metal alcalino sin formación de dendritas. Sin embargo, este artículo fue recibido con escepticismo generalizado por parte de la comunidad de investigación de baterías y sigue siendo controvertido después de varios trabajos de seguimiento. El trabajo fue criticado por la falta de datos completos, interpretaciones espurias de los datos obtenidos y que el mecanismo propuesto de funcionamiento de la batería violaría la primera ley de la termodinámica.

En abril de 2020, se presentó una patente para la batería de vidrio en nombre del Laboratorio Nacional de Energía y Geología (LNEG) de Portugal, la Universidad de Oporto, Portugal, y la Universidad de Texas.

Trabajo de asesoramiento

En 2010, Goodenough se unió al consejo asesor técnico de Enevate, una startup de tecnología de baterías de iones de litio con predominio de silicio con sede en Irvine, California. Goodenough también se desempeñó como asesor del Centro Conjunto para la Investigación del Almacenamiento de Energía (JCESR), una colaboración dirigida por el Laboratorio Nacional Argonne y financiada por el Departamento de Energía. Desde 2016, Goodenough también trabajó como asesor de Battery500, un consorcio nacional liderado por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) y parcialmente financiado por el Departamento de Energía de Estados Unidos.

Investigaciones fundamentales

En el aspecto fundamental, la investigación de Goodenough se centró en el magnetismo y en el comportamiento de transición metal-aislante en óxidos de metales de transición. Junto con Junjiro Kanamori, Goodenough desarrolló un conjunto de reglas semiempíricas para predecir el magnetismo en estos materiales en las décadas de 1950 y 1960, ahora llamadas reglas de Goodenough-Kanamori, que forman la base del superintercambio, que es una propiedad central de la superconductividad de alta temperatura. .

Distinciones

El profesor Goodenough fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería en 1976 por su trabajo en el diseño de materiales para componentes electrónicos y en la aclaración de las relaciones entre las propiedades, estructuras y química de las sustancias. También fue miembro de la Academia Nacional de Ciencias, la Academia de Ciencias de Francia, la Real Academia de Ciencias de España y la Academia Nacional de Ciencias de la India. Es autor de más de 550 artículos, 85 capítulos de libros y reseñas, y cinco libros, incluidos dos trabajos fundamentales, Magnetism and the Chemical Bond (1963) y Les oxydes des metaux de Transition (1973). Goodenough recibió conjuntamente el Premio Enrico Fermi 2009 por su trabajo en baterías de iones de litio, junto con Siegfried S. Hecker de la Universidad de Stanford, quien recibió el premio por su trabajo en metalurgia del plutonio.

En 2010, fue elegido miembro extranjero de la Royal Society. El 1 de febrero de 2013, Goodenough recibió la Medalla Nacional de Ciencias de manos del presidente Barack Obama de los Estados Unidos. Recibió el premio Draper de ingeniería. En 2015, fue incluido junto con M. Stanley Whittingham, por una investigación pionera que condujo al desarrollo de la batería de iones de litio, en una lista de Clarivate Citation Laureates para el Premio Nobel de Química de Thomson Reuters. En 2017 recibió el Premio Welch de Química y en 2019 le concedieron la Medalla Copley de la Royal Society.

La Real Sociedad de Química le otorgó el premio John B. Goodenough en su honor.

Goodenough recibió el premio C.K. Premio Prahalad del Corporate EcoForum (CEF) en 2017. El fundador de CEF, Rangaswami, comentó: "John Goodenough es una prueba de que la imaginación se pone a trabajar por el bien común". Estamos encantados de reconocer los logros de su vida y tenemos la esperanza de que su último descubrimiento tenga importantes implicaciones para el futuro del almacenamiento sostenible en baterías”.

Goodenough recibió el Premio Nobel de Química el 9 de octubre de 2019 por su trabajo sobre baterías de iones de litio, junto con M. Stanley Whittingham y Akira Yoshino. Hasta la fecha es la persona de mayor edad a la que se le ha concedido el Premio Nobel.

Obras

Artículos

John B. Goodenough (1955). "Teoría del papel de la covalencia en los manganitas tipo Perovskite [La, M(II)]MnO3". Phys. Rev. 100 (2): 564–573. Bibcode:1955PhRv...100..564G. doi:10.1103/physrev.100.564.
K. Mizushima; P.C. Jones; P.J. Wiseman; J.B. Goodenough (1980). "Li"_xCoO₂ Un nuevo material de cátodo para baterías de alta densidad de energía". Mater. Res. Bull. 15 (6): 783–799. doi:10.1016/0025-5408(80)90012-4. S2CID 97799722.
John B. Goodenough (1985). B. Schuman, Jr.; et al. (eds.). "Oxidos Manganesos como Cathodes de Batería" (PDF). Simposio de Proceedings sobre Electrodo de Dióxido Manganés: Teoría y Práctica para Aplicaciones Electroquímicas. Re Electrochem. Soc. Inc, N.J. 85 a 4: 77-96.
Lightfoot, P.; Pei, S. Y.; Jorgensen, J. D.; Manthiram, A.; Tang, X. X. " J. B. Goodenough. "Excess Oxygen Defects in Layered Cuprates", Argonne National Laboratory, The University of Texas-Austin, Materials Science Laboratory United States Department of Energy, National Science Foundation, (septiembre de 1990).
Argyriou, D. N.; Mitchell, J. F.; Chmaissem, O.; Short, S.; Jorgensen, J. D. " J. B. Goodenough. "Sign Reversal of the Mn-O Bond Compresibility in La1.2Sr1.8Mn2O7 Under TC: Exchange Striction in the Ferromagnetic State", Argonne National Laboratory, The University of Texas-Austin, Center for Material Science and Engineering United States Department of Energy, National Science Foundation, Welch Foundation, (Marzo 1997).
A.K. Padhi; K.S. Nanjundaswamy; J.B. Goodenough (1997). "Phospho-Olivines como material electrodo positivo para baterías recargables de litio" (PDF). J. Electrochem. Soc. 144 (4): 1188–1194. Código:1997JS..144.1188P. doi:10.1149/1.1837571. S2CID 97625881. Archivado desde el original (PDF) el 23 de julio de 2018.
John B. Goodenough (2004). "Propiedades electrónicas e iónicas de transporte y otros aspectos físicos de perovskites". Rep. Prog. Phys. 67 (11): 1915–1973. Código:2004RPPh...67.1915G. doi:10.1088/0034-4885/67/11/R01. S2CID 250915186.
Goodenough, J. B.; Abruna, H. D. & M. V. Buchanan. "Necesidades básicas de investigación para almacenamiento de energía eléctrica. Report of the Basic Energy Sciences Workshop on Electrical Energy Storage, April 2–4, 2007", United States Department of Energy, (April 4, 2007).
"John B. Goodenough". Facultad. Universidad de Texas en el Departamento de Ingeniería Mecánica de Austin. 3 de mayo de 2005. Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2011. Retrieved 23 de agosto, 2011.

Libros

Goodenough, John B. (1963). El magnetismo y el bonzo químico. Interscience-Wiley, Nueva York. ISBN 0-88275-384-3.
Goodenough, John B. (1973). Les oxydes des métaux de transition. París: Gauthier-Villars.
Madelung, Otfried; Goodenough, John B. (1984). Física de compuestos binarios no ligados al tetrahedrally 3. Berlín: Springer. ISBN 3-540-12744-5 OCLC 80307018.
Goodenough, John B., ed. (1985). Ordenación y transferencia de electrones. Berlín: Springer. ISBN 3-540-15446-9 OCLC 12656638.
Goodenough, John B., ed. (2001). Localizado a la Transición Electrónica Itinerante en Oxidos Perovskitos (Structure & Bonding, V. 98) (PDF).
Huang, Kevin; Goodenough, John B. (2009). Tecnología de células de combustible de óxido sólido: principios, rendimiento y operaciones. Cambridge, Reino Unido. ISBN 978-1-84569-651-1 OCLC 864716522.{{cite book}}: CS1 maint: localización desaparecido editor (link)
Goodenough, John B. (2008). Testigo de Grace. PublishAmerica. ISBN 978-1-60474-767-6 OCLC 1058153653.

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