M. Stanley Whittingham - M. Stanley Whittingham
M. Stanley Whittingham | |
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Née |
Michael Stanley Whittingham
22 décembre 1941
Nottingham , Angleterre
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Nationalité | Britannique , Américain |
mère nourricière | New College, Oxford ( BA , MA , DPhil ) |
Connu pour | Batterie aux ions lithium |
Récompenses | Prix Nobel de chimie (2019) |
Carrière scientifique | |
Des champs | Chimiste |
Établissements | Université de Binghamton |
Thèse | Études de microbalance de certains systèmes d'oxydes (1968) |
Conseiller de doctorat | Peter Dickens |
Autres conseillers pédagogiques | Robert Huggins (post-doc) |
Michael Stanley Whittingham (né le 22 Décembre 1941) est un britannique - américain chimiste . Il est actuellement professeur de chimie et directeur de l'Institute for Materials Research et du programme Materials Science and Engineering à l'Université de Binghamton , State University of New York . Il est également directeur du Northeastern Center for Chemical Energy Storage (NECCES) du département américain de l'Énergie à Binghamton. Il a reçu le prix Nobel de chimie en 2019 aux côtés d' Akira Yoshino et de John B. Goodenough .
Whittingham est une figure clé de l'histoire du développement des batteries lithium-ion , qui sont désormais utilisées dans tout, des téléphones portables aux véhicules électriques. Il a découvert pour la première fois les électrodes d' intercalation dans les années 1970 et a décrit en détail le concept de réaction d'intercalation pour les batteries rechargeables à la fin des années 1970. Il détient les brevets originaux sur le concept d'utilisation de la chimie d'intercalation dans les batteries lithium-ion hautement réversibles à haute densité de puissance. Et il a inventé la première batterie lithium-ion rechargeable, brevetée en 1977, et attribuée à Exxon. Son travail sur les batteries lithium-ion a jeté les bases des développements ultérieurs des autres. Par conséquent, il est appelé le père fondateur des batteries lithium-ion.
Éducation et carrière
Whittingham est né à Nottingham , en Angleterre , le 22 décembre 1941. Il a fait ses études à Stamford de 1951 à 1960, avant d'aller au New College d'Oxford pour étudier la chimie. À l' Université d'Oxford , il a obtenu son BA (1964), sa MA (1967) et son DPhil (1968). Après avoir terminé ses études supérieures, Whittingham a été boursier postdoctoral à l'Université de Stanford . Il a ensuite travaillé pour Exxon Research & Engineering Company pendant 16 ans. Il a ensuite passé quatre ans à travailler pour Schlumberger avant de devenir professeur à l'Université de Binghamton .
De 1994 à 2000, il a été vice-recteur à la recherche de l'Université. Il a également été vice-président de la Research Foundation de l'Université d'État de New York pendant six ans. Il est actuellement professeur émérite de chimie et de science et ingénierie des matériaux à l'Université de Binghamton. Whittingham a été nommé directeur scientifique de NAATBatt International en 2017.
Whittingham a coprésidé l'étude du DOE sur le stockage d'énergie chimique en 2007, et est maintenant directeur du Northeastern Center for Chemical Energy Storage (NECCES), un centre de recherche Energy Frontier Research Center (EFRC) du département américain de l'Énergie à Binghamton. En 2014, NECCES a reçu 12,8 millions de dollars du département américain de l'Énergie pour aider à accélérer les percées scientifiques nécessaires à la construction d'une nouvelle économie du 21e siècle. En 2018, NECCES a reçu 3 millions de dollars supplémentaires du ministère de l'Énergie pour poursuivre ses importantes recherches sur les batteries. L'équipe NECCES utilise le financement pour améliorer le fonctionnement des matériaux de stockage d'énergie et pour développer de nouveaux matériaux « moins chers, respectueux de l'environnement et capables de stocker plus d'énergie que les matériaux actuels ».
Recherche
Whittingham est une figure clé dans l'histoire du développement des batteries lithium-ion , découvrant le concept d' électrodes d' intercalation . Exxon a fabriqué la batterie lithium-ion de Whittingham dans les années 1970, qui était basée sur une cathode en disulfure de titane et une anode en lithium-aluminium. La batterie avait une densité d'énergie élevée et la diffusion des ions lithium dans la cathode en bisulfure de titane était réversible, rendant la batterie rechargeable. De plus, le bisulfure de titane a une vitesse particulièrement rapide de diffusion des ions lithium dans le réseau cristallin. Exxon a investi ses ressources dans la commercialisation d'une batterie Li/LiClO 4 / TiS 2 . Des problèmes de sécurité ont conduit Exxon à mettre fin au projet. Whittingham et son équipe ont continué à publier leurs travaux dans des revues universitaires d'électrochimie et de physique du solide. Il a finalement quitté Exxon en 1984 et a passé quatre ans chez Schlumberger en tant que Manager. En 1988, il a accepté le poste de professeur au département de chimie de l'Université de Binghamton, aux États-Unis, pour poursuivre ses intérêts académiques.
"Toutes ces batteries sont appelées batteries à intercalation. C'est comme mettre de la confiture dans un sandwich. En termes chimiques, cela signifie que vous avez une structure cristalline, et nous pouvons mettre des ions lithium, les retirer, et la structure est exactement la même après, " Whittingham a déclaré "Nous conservons la structure cristalline. C'est ce qui rend ces batteries au lithium si bonnes, leur permet de cycler aussi longtemps."
Les batteries au lithium d'aujourd'hui ont une capacité limitée car moins d'un lithium-ion/électron est intercalé de manière réversible par centre redox de métal de transition. Pour atteindre des densités d'énergie plus élevées, une approche consiste à aller au-delà des réactions d'intercalation redox à un électron des systèmes ci-dessus. Actuellement, les recherches de Whittingham ont progressé vers des réactions d'intercalation multi-électrons, qui peuvent augmenter la capacité de stockage en intercalant plusieurs ions lithium. Quelques matériaux d'intercalation multi-électrons ont été développés avec succès par Whittingham, comme LiVOPO 4 /VOPO 4 , etc. Le cation vanadium multivalent (V 3+ <->V 5+ ) joue un rôle important pour accomplir les réactions multi-électrons. Ces matériaux prometteurs éclairent l'industrie des batteries pour augmenter rapidement la densité énergétique.
Il a reçu le Young Author Award de l'Electrochemical Society en 1971, le Battery Research Award en 2003 et a été élu Fellow en 2004. En 2010, il a été classé parmi les 40 meilleurs innovateurs pour ses contributions à l'avancement des technologies vertes par Greentech Media. . En 2012, Whittingham a reçu le IBA Yeager Award for Lifetime Contribution to Lithium Battery Materials Research, et il a été élu membre de la Materials Research Society en 2013. Il a été répertorié avec John B. Goodenough , pour la recherche pionnière menant au développement du batterie lithium-ion sur une liste des lauréats Clarivate Citation pour le prix Nobel de chimie par Thomson Reuters en 2015. En 2018, Whittingham a été élu à la National Academy of Engineering, "pour avoir été le pionnier de l'application de la chimie d'intercalation pour les matériaux de stockage d'énergie".
En 2019, Whittingham, avec John B. Goodenough et Akira Yoshino , a reçu le prix Nobel de chimie 2019 "pour le développement de batteries lithium-ion".
Vie privée
Stanley est marié au Dr Georgina Whittingham, professeur d'espagnol à l' Université d'État de New York, Oswego . Il a deux enfants, Michael Whittingham et Jenniffer Whittingham-Bras.
Reconnaissance
- 2007 Chancellor's Award for Excellence in Scholarship and Creative Activities, et Outstanding Research Award, State University of New York
- Prix 2010 pour les contributions à vie de l' American Chemical Society
- Lauréat de la mention Thomson Reuters 2015
- 2017 Senior Scientist Award de l'International Society for Solid State Ionics
- Prix Turnbull 2018 de la Materials Research Society
- 2018 Membre de l'Académie nationale d'ingénierie
- Prix Nobel de chimie 2019 avec John B. Goodenough et Akira Yoshino
Livres
- JB Goodenough et MS Whittingham (1977). Chimie à l'état solide de la conversion et du stockage de l'énergie . Série de symposiums de l'American Chemical Society #163. ISBN 978-0-8412-0358-7.
- GG Libowitz et MS Whittingham (1979). Science des matériaux dans la technologie de l'énergie . Presse académique. ISBN 978-0-12-447550-2.
- MS Whittingham et AJ Jacobson (1984). Chimie d'intercalation . Presse académique. ISBN 978-0-12-747380-2.
- DL Nelson, MS Whittingham et TF George (1987). Chimie des supraconducteurs à haute température . Série de symposiums de l'American Chemical Society n° 352. ISBN 978-0-8412-1431-6.
- MA Alario-Franco, M. Greenblatt, G. Rohrer et MS Whittingham (2003). Chimie du solide des matériaux inorganiques IV . Société de recherche sur les matériaux. ISBN 978-1-55899-692-2.CS1 maint : plusieurs noms : liste des auteurs ( lien )
Les articles les plus cités
Voici une courte liste de certains de ses articles les plus cités.
- Whittingham, MS (1976). « Stockage d'énergie électrique et chimie d'intercalation ». Sciences . 192 (4244) : 1126-1127. Bibcode : 1976Sci ... 192.1126W . doi : 10.1126/science.192.4244.1126 . PMID 17748676 . S2CID 36607505 .
- Whittingham, M. Stanley (1976). « Le rôle des phases ternaires dans les réactions cathodiques ». Journal de la société électrochimique . 123 (3) : 315-320. Bibcode : 1976JElS..123..315W . doi : 10.1149/1.2132817 .
- Whittingham, M. Stanley (1978). « La chimie des composés d'intercalation : les invités métalliques dans les hôtes chalcogénures ». Progrès en chimie du solide . 12 (1) : 41-99. doi : 10.1016/0079-6786(78)90003-1 .
- Whittingham, M. Stanley (octobre 2004). "Batteries au lithium et matériaux cathodiques" (PDF) . Critiques chimiques . 104 (10) : 4271-4301. doi : 10.1021/cr020731c . PMID 15669156 .
- Whittingham, M. Stanley (octobre 2014). « Limites ultimes aux réactions d'intercalation pour les batteries au lithium ». Critiques chimiques . 114 (23): 11414-11443. doi : 10.1021/cr5003003 . PMID 25354149 .
- Chirayil, Thomas ; Zavalij, Peter Y. ; Whittingham, M. Stanley (octobre 1998). "Synthèse hydrothermale des oxydes de vanadium". Chimie des Matériaux . 10 (10) : 2629-2640. doi : 10.1021/cm980242m .
- Zavalij, Peter Y. ; Whittingham, M. Stanley (octobre 1999). "Chimie structurale des oxydes de vanadium à charpente ouverte" . Acta Crystallographica Section B . 55 (5) : 627-663. doi : 10.1107/S0108768199004000 . PMID 10927405 .
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- Janauer, Gerald G.; Dobley, Arthur ; Guo, Jingdong ; Zavalij, Pierre ; Whittingham, M. Stanley (août 1996). "Nouveaux oxydes de tungstène, de molybdène et de vanadium contenant des ions tensioactifs". Chimie des Matériaux . 8 (8) : 2096-2101. doi : 10.1021/cm960111q .
- Yang, Shoufeng ; Chanson, Yanning; Zavalij, Peter Y. ; Stanley Whittingham, M. (mars 2002). « Réactivité, stabilité et comportement électrochimique des phosphates de fer lithium ». Communications électrochimiques . 4 (3) : 239-244. doi : 10.1016/S1388-2481(01)00298-3 .
- Yang, Shoufeng ; Zavalij, Peter Y. ; Stanley Whittingham, M. (septembre 2001). "Synthèse hydrothermale de cathodes de phosphate de fer lithium". Communications électrochimiques . 3 (9) : 505-508. doi : 10.1016/S1388-2481(01)00200-4 .
- Whittingham, M. Stanley ; Guo, Jing-Dong ; Chen, Rongji ; Chirayil, Thomas ; Janauer, Gérald; Zavalij, Peter (janvier 1995). « La synthèse hydrothermale de nouveaux matériaux oxydes ». Ionique à l'état solide . 75 : 257-268. doi : 10.1016/0167-2738(94)00220-M .
- Petkov, V. ; Zavalij, PY ; Lutta, S.; Whittingham, MS; Parvanov, V. ; Shastri, S. (février 2004). "Structure au-delà de Bragg: étude des nanotubes V 2 O 5 " (PDF) . Examen physique B . 69 (8) : 085410 (1–6). Bibcode : 2004PhRvB..69h5410P . doi : 10.1103/PhysRevB.69.085410 . Archivé de l'original (PDF) le 9 octobre 2019.
- "Cathode LiFePO 4 modifiée au vanadium pour batteries Li-ion" . Lettres électrochimiques et à l'état solide . 12 (2) : A33–A38. Février 2009. doi : 10.1149/1.3039795 .
- Zhou, Hui ; Upreti, Shailesh ; Chernova, Natasha A.; Hautier, Geoffroy; Ceder, Gerbrand ; Whittingham, M. Stanley (décembre 2010). « Pyrophosphates de fer et de manganèse comme cathodes pour les batteries lithium-ion » (PDF) . Chimie des Matériaux . 23 (2) : 293-300. doi : 10.1021/cm102922q .
Les références
Liens externes
Scholia a un profil pour M. Stanley Whittingham (Q285062) . |
- Le profil de M. Stanley Whittingham à l' Université de Binghamton site
- Interview de M. Stanley Whittingham [1] à l' École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris site history of science
- M. Stanley Whittingham sur Nobelprize.org, y compris la conférence Nobel du dimanche 8 décembre 2019 Les origines de la batterie au lithium