Джон Б. Гуденаф – изобретатель литий-ионного аккумулятора

Преодоление трудностей детства

Джон Б. Гуденаф родился в американской семье в Йене, Германия, 25 июля 1922 года. Его отец учился в Англии, а когда он родился, семья проводила лето в Германии. С помощью преподавателя английской грамматики молодой Гуденаф преодолел недиагностированный случай дислексии, в конечном итоге поднявшись на вершину своего класса всего за несколько лет.

В Йельский университет в 1940 году Гуденаф поступил без четкой цели или карьерных амбиций. Он изучал медицину, математика, физика и естественные науки также привлекали его, так как эти области казались тогда популярными и могли стать хорошей базой для аспирантуры. Когда США были втянуты во Вторую мировую войну, он почувствовал обязанность служить своей стране, хотя, как он говорил, у него «не хватало духу играть героя на войне». Профессор математики Эгберт Майлз убедил Гуденафа записаться на курс метеорологии в Воздушном ядре армии США, не прерывая учебы. Таким образом он продолжил учебу и был призван на действительную службу в 1943 году, когда ему не хватило одного курса до окончания учебы. Он окончил Йельский университет с отличием со степенью бакалавра искусств в области математики. После войны Гуденаф поступил в аспирантуру, еще будучи офицером армии. Несмотря на то, что ему говорили, что он слишком стар, чтобы стать физиком и сделать какие-либо значительные открытия, он выбрал в качестве своей аспирантуры именно физику.

Новаторские работы в области памяти, возобновляемых источников энергии и магнетизма

После службы в Воздушном корпусе армии США Гуденаф начал карьеру в академической сфере. Его постдокторская работа привела его в MIT Lincoln Labs, где он был назначен на проект по разработке оперативной памяти (ОЗУ) от концепции до пригодной для использования технологии. Работа его команды привела к разработке оперативной памяти с магнитным сердечником.

Более поздние работы в области материаловедения способствовали открытию высокотемпературных сверхпроводников, росту кристаллов кремния (что способствовало раннему развитию полупроводников) и возобновляемым источникам энергии, включая химию фотоэлектрических элементов. Гуденаф также выполнил новаторскую работу по современной теории магнетизма, что привело к разработке правил Гуденафа-Канамори. Эти правила важны для современных исследований в области магнетизма и имеют практическое применение в телекоммуникациях.

Прорыв в области литий-ионных аккумуляторов

После работы в MIT Lincoln Labs Гуденаф переехал в Оксфордский университет, где начал свои исследования, которые привели к прорыву в области литий-ионных аккумуляторов. Он приступил к четырехлетнему исследовательскому проекту, в рамках которого был создан катод из слоев лития и оксида кобальта. Структура содержала карманы для ионов лития, что привело к стабильной конструкции батареи с более высоким напряжением, чем это было возможно ранее. Было показано, что литий-ионные батареи, построенные с использованием катода Гуденафа, обеспечивают в два-три раза больше энергии, чем любое другое решение для аккумуляторов, доступное в то время. Однако технология Гуденафа не была принята сразу. Оксфорд отказался запатентовать открытие, и Гуденаф передал права британской организации по исследованию атомной энергии. Лауреат Нобелевской премии, доктор Йошино, в конце 1980-х годов добился дальнейших усовершенствований, которые привели к созданию первого коммерческого литий-ионного аккумулятора в 1991 году. Доктор Гуденаф покинул Оксфорд и провел последние 37 лет своей карьеры в Техасском университете. В возрасте 98 лет он все еще искал очередной прорыв в технологии аккумуляторов. Он скончался за месяц до своего 101-го дня рождения, 25 июня 2023 года.

Значение литий-ионного аккумулятора сегодня

Большая часть современного мобильного мира – от Bluetooth-гарнитур до автомобилей – зависит от скромных аккумуляторных элементо,. Аккумуляторы для этих устройств должны обладать высокой плотностью энергии, быстро и безопасно заряжаться и разряжаться в течение многих лет и циклов. В 1980-х годах распространенные технологии аккумуляторных батарей включали свинцово-кислотные для больших емкостей и никель-кадмиевые для портативных устройств. В то время как оба они были достаточны для нужд того времени, они были удручающе несовершенны для современной мобильной электроники и электромобилей. Литий-ионные аккумуляторные батареи стали широко использоваться в коммерческих целях в 1990-х годах, как раз в то время, когда зарождался рынок портативных устройств. С тех пор индустрии литий-ионных аккумуляторов и мобильных устройств росли с поразительной скоростью.

Класс литий-ионных батарей был назван одним из величайших изобретений в истории человечества, и основные принципы этой технологии можно проследить до открытий и изобретений доктора Джона Б. Гуденафа.

Источник: https://www.allaboutcircuits.com/news/remembering-john-b-goodenough-inventor-of-the-lithium-ion-batt...