Когда Джон Гуднаф (John Goodenough) в конце 1970-х годов начал работать над литиевыми аккумуляторами, весь научный мир пребывал в поиске новых источников энергии.
Когда Джон Гуднаф (John Goodenough) в конце 1970-х годов начал работать над литиевыми аккумуляторами, весь научный мир пребывал в поиске новых источников энергии.
Необходимость была обусловлена нефтяным кризисом. Но прежде чем идеи Гуднафа смогли воплотиться в революционном переходе на новый тип энергии, в мире нашлось другое применение его химическим системам – в легких аккумуляторах с высокой плотностью энергии.
«Это были инженеры-электрики, которые пребывали в поиске эффективных источников питания для мобильных телефонов, – вспоминает Гуднаф, профессор машиностроения и материаловедения Техасского университета в Остине. – Им нужна была батарея с подзарядкой. А свинцово-кислотные аккумуляторы того времени были слишком тяжелыми».
Гуднаф являлся ключевой фигурой при разработке трех различных типов химических систем для литиевых аккумуляторов. Ему приписывают создание аккумуляторных батарей с катодом на основе кобальтита лития, которые в начале 1990-х годов Sony использовала для своих мобильных телефонов. Гуднаф двигал разработку батарей с электродами из литиево-марганцевой шпинели, которые в настоящее время применяются в электромобилях, таких как Chevy Volt. А аккумуляторы на основе литий фосфата железа широко используются в современной продукции, начиная от ручного электроинструмента и до гибридных автомобилей.
«Джон является выдающимся физиком и ученым-материаловедом, – говорит Майкл Таккери (Michael Thackeray), старший научный сотрудник Аргоннской национальной лаборатории и лучший друг Гуднафа, работавший с ним над созданием аккумуляторов. – Он принимал участие в разработке всех основных технологий по литию».
Конечно же, Гуднаф не работал над этими проектами в одиночку. Литиево-марганцевые шпинели разработаны совместно с Теккери, а работа над двумя другими проектами проводилась в 1980-е годы в Оксфордском университете. А в этом году Гуднаф будет удостоен награды IEEE за новаторство в области аккумуляторных батарей параллельно с Рашидом Язами (Rachid Yazami) из Наньянского технологического университета и Акира Ёсино (Akira Yoshina) из Yoshina лаборатории в Японии.
Вклад Гуднафа в развитие техники невозможно переоценить. Его изобретения продолжают оказывать влияние на развитие портативных устройств и используются в широком ряде продуктов от ноутбуков до планшетов.
За разработку химической системы для литий-ионных аккумуляторов с малым весом Джон Гуднаф был удостоен премии Энрико Ферми (Enrico Fermi Award) за достижения в области энергетики, присуждаемой Белым Домом (Источник: Техасский университет-Остин)
«Посмотрите на все продукты Apple, источниками питания в которых являются литий-ионные аккумуляторы, – отметил Кевин Си (Kevin See), аналитик производственных процессов Lux Research. – Возможность уместить энергию высокой плотности в малом объеме действительно совершила революционный прорыв в разработке функциональных устройств».
В самом деле, работы Гуднафа подготовили почву для успешного использования литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии. До этого были попытки использовать сульфид титана с литием, но выяснилось, что рост дендритов приводит к короткому замыканию. А многообещающие никель-кадмиевые батареи не смогли работать при заданном диапазоне рабочих напряжений.
«При работе с литием, я понял, что необходимо создать катод с гораздо лучшими параметрами по напряжению, – говорит Гуднаф. – Поэтому я разработал кобальтит литиевые катоды, которые стали применяться в первых литий-ионных аккумуляторах».
Сегодня, Гуднаф видит необходимость в разработке систем для аккумуляторов с еще более высокой плотностью энергии, которые открыли бы перспективы для массового потребления электромобилей. Вот почему, несмотря на то, что в конце этого года Гуднаф отметит свое 90-летие, он продолжает упорно работать над новыми проектами.
«В данный момент, уровень развития технологии не позволяет широко использовать литий-ионные аккумуляторы на рынке электромобилей, – говорит Гуднаф. – Вот почему мы продолжаем работать над созданием новых продуктов».
«Мы хотим показать, что можно сделать для того, чтобы двигаться вперед», – Чарльз Мюррей (Charles Murray), редактор UBM Tech’s Design News.
Читайте также:
Новые литий-ионные аккумуляторы для портативной электроники и автомобилей
Графеновые электроды на 300% улучшают литий-ионные батареи
Беспроводные технологии и их применение в промышленности. Вопросы энергосбережения и выбора батарей
Новые батареи из Стенфорда имеют «неубиваемые» электроды
«Лиотех» выпустит аккумуляторы общей емкостью 60 млн ампер-часов
Источник: EE Times