M. Stanley Whittingham

químico británico-estadounidense

Michael Stanley Whittingham (nacido el 22 de diciembre de 1941) es un químico británico-estadounidense . Es profesor de química y director tanto del Instituto de Investigación de Materiales como del programa de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Binghamton , Universidad Estatal de Nueva York . También se desempeña como director del Centro Noreste para el Almacenamiento de Energía Química (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]}

Whittingham es una figura clave en la historia de las baterías de iones de litio , que se utilizan en todo, desde teléfonos móviles hasta vehículos eléctricos. Descubrió los electrodos de intercalación y describió detalladamente las reacciones de intercalación en baterías recargables en la década de 1970. Posee las patentes sobre el concepto de uso de la química de intercalación en baterías de iones de litio altamente reversibles y de alta densidad de potencia. También inventó la primera batería recargable de litio metálico (LMB), patentada en 1977 y asignada a Exxon para su comercialización en pequeños dispositivos y vehículos eléctricos. La batería recargable de litio metálico de Whittingham se basa en un ánodo de LiAl y un cátodo TiS ₂ de tipo intercalado. Su trabajo sobre las baterías de litio sentó las bases para el desarrollo de otros, por lo que se le considera 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]} Fue educado en Stamford School de 1951 a 1960, antes de ir al New College, Oxford, para leer química. En la Universidad de Oxford , obtuvo su licenciatura (1964), su maestría (1967) y su doctorado (1968). ^[6] Después de completar sus estudios de posgrado, Whittingham se convirtió en becario postdoctoral en la Universidad de Stanford . ^[7] Trabajó 16 años para Exxon Research & Engineering Company ^[7] y cuatro años 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. 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 es director del Centro Noreste para el Almacenamiento de Energía Química (NECCES), un Centro de Investigación de la Frontera Energética (EFRC) del Departamento de Energía de EE. UU. en Binghamton. En 2014, NECCES recibió 12,8 millones de dólares del Departamento de Energía de EE. UU. para ayudar a acelerar los avances científicos necesarios para construir la economía del siglo XXI. En 2018, el Departamento de Energía concedió a NECCES otros 3 millones de dólares para continuar su investigación sobre baterías. El equipo de NECCES está utilizando los fondos para mejorar los materiales de almacenamiento de energía y desarrollar nuevos materiales que sean "más baratos, respetuosos con el medio ambiente y capaces de almacenar más energía que los materiales actuales". ^[9]

Investigación

Whittingham concibió el electrodo de intercalación . Exxon fabricó la batería de iones de litio de Whittingham en la década de 1970, basada en un cátodo de disulfuro de titanio y un ánodo de litio-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 hacía que la batería fuera 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 . Sin embargo, las preocupaciones por la seguridad llevaron a Exxon a poner fin al proyecto. Whittingham y su equipo continuaron publicando su trabajo en revistas académicas de electroquímica y física del estado sólido. Dejó Exxon en 1984 y pasó cuatro años en Schlumberger como gerente. En 1988, se convirtió en profesor del Departamento de Química de la Universidad de Binghamton, EE. UU., para dedicarse a 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 cristalina, y podemos poner iones de litio, sacarlos y la estructura es exactamente la misma después. ", dijo Whittingham. "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 tienen una capacidad limitada porque hay menos de un ion de litio/electrón intercalado reversiblemente por centro redox de metal de transición. Para lograr mayores densidades de energía, un enfoque es ir más allá de las reacciones de intercalación redox de un electrón. La investigación de Whittingham ha avanzado hacia reacciones de intercalación de múltiples electrones, que pueden aumentar la capacidad de almacenamiento intercalando múltiples iones de litio. Whittingham ha desarrollado con éxito algunos materiales de intercalación multielectrónica, como LiVOPO ₄ /VOPO ₄ . El catión vanadio multivalente (V ³⁺ <->V ⁵⁺ ) juega un papel importante para lograr las reacciones multielectrónicas. Estos materiales prometedores iluminan la industria de las baterías para aumentar rápidamente la densidad de energía.

Whittingham recibió el Premio al Autor Joven de la Sociedad Electroquímica en 1971, ^[11] el Premio a la Investigación de Baterías en 2003, ^[12] y fue elegido miembro en 2004. ^[13] En 2010, fue catalogado como uno de los 40 principales innovadores. 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 premios Clarivate Citation Laureates 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 pionero 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

• 2007 Premio del Canciller 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 Sociedad Química Estadounidense ^[4]
• Premio a la mención Thomson Reuters 2015 ^[17]
• Premio Científico Senior 2017 de la Sociedad Internacional de Iónica de Estado Sólido ^[22]
• Premio Turnbull 2018 de la Sociedad de Investigación de Materiales ^[23]
• 2018 Miembro Academia Nacional de Ingeniería ^[24]
• Premio Nobel de Química 2019 con John B. Goodenough y Akira Yoshino ^[1]
• Gran Premio VinFuture 2023 con Martin Green , Rachid Yazami y Akira Yoshino ^[25]

Libros

• JB Goodenough y MS Whittingham (1977). Química del estado sólido de conversión y almacenamiento de energía . Serie de simposios de la Sociedad Química Estadounidense n.° 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 superconductores de alta temperatura . Serie de simposios de la Sociedad Química Estadounidense n.° 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.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )

Artículos más citados

(A partir de 2019 ^[actualizar]: ^[26] )

• Whittingham, MS (1976). "Química de intercalación y almacenamiento de energía eléctrica". Ciencia . 192 (4244): 1126-1127. Código bibliográfico : 1976 Ciencia... 192.1126W. doi : 10.1126/ciencia.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 Bib : 1976JElS..123..315W. doi : 10.1149/1.2132817.
• Whittingham, M. Stanley (1978). "Química de compuestos de intercalación: huéspedes metálicos en huéspedes calcogenuros". Progresos 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 catódicos» (PDF) . Reseñas químicas . 104 (10): 4271–4301. doi :10.1021/cr020731c. PMID  15669156. S2CID  888879.
• Whittingham, M. Stanley (octubre de 2014). "Límites definitivos de las reacciones de intercalación de baterías de litio". Reseñas 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 estructuras abiertas". 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 y Caracterización Hidrotermal de K _x MnO ₂ · yH ₂ O". Química de Materiales . 8 (6): 1275–1280. doi :10.1021/cm950550.
• Janauer, Gerald G.; Dobley, Arturo; Guo, Jingdong; Zavalij, Peter; Whittingham, M. Stanley (agosto de 1996). "Nuevos óxidos de tungsteno, molibdeno y vanadio que contienen iones tensioactivos". Química de Materiales . 8 (8): 2096–2101. doi :10.1021/cm960111q.
• Yang, Shoufeng; Canción, 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 óxidos". 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 V2O5" (PDF) . Revisión física B. 69 (8): 085410 (1–6). Código Bib : 2004PhRvB..69h5410P. doi : 10.1103/PhysRevB.69.085410. Archivado desde el original (PDF) el 9 de octubre de 2019.
• "Cátodo LiFePO4 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

1. "Anuncio del Premio Nobel de Química". El premio Nobel . Consultado el 9 de octubre de 2019 .
2. Specia, Megan (9 de octubre de 2019). "Premio Nobel de Química honra el trabajo sobre baterías de iones de litio". Los New York Times . Consultado el 9 de octubre de 2019 .
3. 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 .{{cite journal}}: CS1 maint: unfit URL (link)
4. "Stanley Whittingham, Ph.D." Marquis Who's Who, los mejores educadores. 23 de enero de 2019. Archivado desde el original el 10 de octubre de 2019 . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
5. "M. Stanley Whittingham: hechos". Fundación Nobel . Consultado el 20 de octubre de 2019 .
6. "Dr. M. Stanley Whittingham". Universidad de Binghamton . Archivado desde el original el 22 de agosto de 2019 . Consultado el 22 de agosto de 2019 .
7. Yarosh, Ryan (9 de octubre de 2019). "Profesor de la Universidad de Binghamton gana el Premio Nobel de Química". Universidad de Binghamton . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
8. Desmond, Kevin (16 de mayo de 2016). Innovadores en tecnología de baterías: perfiles de 93 electroquímicos influyentes. Jefferson, Carolina del Norte: McFarland. pag. 240.ISBN​ 9780786499335. Consultado el 10 de octubre de 2019 .
9. Ellis, Katie (19 de junio de 2014). "Una subvención federal impulsa la investigación sobre energías inteligentes". División de Investigación de la Universidad de Binghamton . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
10. "Profesor de Binghamton reconocido por su investigación energética". La Fundación de Investigación de la Universidad Estatal de Nueva York . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
11. "Premio Norman Hackerman al joven autor". La Sociedad Electroquímica . Archivado desde el original el 22 de agosto de 2019 . Consultado el 22 de agosto de 2019 .
12. "Premio de investigación de la división de baterías". La Sociedad Electroquímica. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2019 . Consultado el 22 de agosto de 2019 .
13. "Miembro de la Sociedad Electroquímica". La Sociedad Electroquímica . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
14. Kanellos, Michael (20 de abril de 2010). "El Salón de la Fama de la Tecnología Ecológica". Medios de tecnología verde . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
15. "Premios". Asociación Internacional de Materiales para Baterías . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
16. "Becarios MRS 2013". Sociedad de Investigación de Materiales . Archivado desde el original el 10 de octubre de 2019 . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
17. Mackof, Alexandra. "Profesor de química de la BU nombrado aspirante al Premio Nobel". Sueño imposible . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
18. "Dr. M. Stanley Whittingham". Academia Nacional de Ingeniería . Consultado el 10 de octubre de 2019 .
19. "Ganador del Premio Nobel 2019: el Dr. M. Stanley Whittingham habla sobre el premio, el impacto y las baterías". Binghamton Press y Sun-Bulletin . Consultado el 12 de octubre de 2019 .
20. "Perfil de la facultad, Lenguas modernas: Georgina Whittingham". Universidad Estatal de Nueva York en Oswego . Consultado el 1 de enero de 2020 .
21. "Ganadores de premios de investigación y becas por región". Fundación SUNY . 2 de mayo de 2007. Archivado desde el original el 22 de marzo de 2020 . Consultado el 27 de octubre de 2019 .
22. "Prof. M. Stanley Whittingham". sociedadinternacionalsolidstateionics.org . Consultado el 27 de octubre de 2019 .
23. "Stan Whittingham seleccionado para el premio David Turnbull Lectureship Award 2018". Boletín SRA . 43 (11): 871. Noviembre de 2018. doi : 10.1557/mrs.2018.273 . ISSN  0883-7694.
24. "Dr. M. Stanley Whittingham". Sitio web de la NAE . Consultado el 27 de octubre de 2019 .
25. Nhu, Quynh (21 de diciembre de 2023). "Los investigadores de baterías ganan premios vietnamitas de 3 millones de dólares". VnExpress .
26. "Stanley Whittingham". Google Académico . 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 el sitio web de historia de la ciencia de la École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris
• M. Stanley Whittingham en Nobelprize.orgincluida la Conferencia Nobel del domingo 8 de diciembre de 2019 Los orígenes de la batería de litio