เอ็ม. สแตนลีย์ วิททิงแฮม
เซอร์ไมเคิล สแตนลีย์ วิตติงแฮม (เกิด 22 ธันวาคม พ.ศ. 2484) เป็นนักเคมี ชาวอังกฤษ-อเมริกัน เขาเป็นศาสตราจารย์ด้านเคมีและผู้อำนวยการทั้งสถาบันวิจัยวัสดุและ โครงการ วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมวัสดุที่มหาวิทยาลัยบิงแฮมตันมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวยอร์กเขายังดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการศูนย์พลังงานเคมีภาคตะวันออกเฉียงเหนือ (NECCES) ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯที่บิงแฮมตันด้วย เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี พ.ศ. 2562 ร่วมกับอากิระ โยชิโนะและจอห์น บี . กู๊ดอีนาฟ [ 1 ] [ 2 ]
Whittingham เป็นบุคคลสำคัญในประวัติศาสตร์ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่โทรศัพท์มือถือไปจนถึงรถยนต์ไฟฟ้า เขาค้นพบอิเล็ก โทรดแบบ แทรกสอดและอธิบายปฏิกิริยาการแทรกสอดในแบตเตอรี่แบบชาร์จได้อย่างละเอียดในช่วงทศวรรษ 1970 เขาถือสิทธิบัตรเกี่ยวกับแนวคิดการใช้เคมีแบบแทรกสอดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงและสามารถย้อนกลับได้สูง เขายังคิดค้นแบตเตอรี่โลหะลิเธียมแบบชาร์จได้ (LMB) เป็นครั้งแรก ซึ่งได้รับสิทธิบัตรในปี 1977 และมอบให้แก่Exxonเพื่อนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในอุปกรณ์ขนาดเล็กและรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่โลหะลิเธียมแบบชาร์จได้ของ Whittingham ใช้ขั้วบวก LiAl และขั้วลบ TiS2 แบบแทรกสอดของเขาเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียมได้วางรากฐานสำหรับการพัฒนาของผู้อื่น ดังนั้นเขาจึงถูกเรียกว่าเป็นบิดาผู้ก่อตั้งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน[ 3 ]
การศึกษาและอาชีพ
วิททิงแฮมเกิดที่ย่านคาร์ลตัน ชานเมืองนอตทิงแฮมประเทศอังกฤษเมื่อวันที่ 22 ธันวาคม พ.ศ. 2484 [ 4 ] [ 5 ]บิดาของเขาเป็นวิศวกรโยธา เป็นคนแรกในครอบครัวที่เข้าเรียนวิทยาลัย[ 6 ]มารดาของเขา โดโรธี แมรี (นามสกุลเดิม ฟินด์ลีย์) เป็นนักเคมีก่อนแต่งงาน[ 7 ] เขาได้รับการศึกษาที่โรงเรียนสแตมฟอร์ดตั้งแต่ปี พ.ศ. 2494 ถึง พ.ศ. 2503 ก่อนที่จะเข้าศึกษาต่อที่นิวคอลเลจ มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดเพื่อเรียนวิชาเคมี ที่มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดเขาได้รับปริญญาตรี (พ.ศ. 2507) ปริญญาโท (พ.ศ. 2510) และปริญญาเอก (พ.ศ. 2511) [ 8 ]หลังจากสำเร็จการศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา วิททิงแฮมได้เป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ ด [ 9 ]เขาทำงาน 16 ปีให้กับบริษัทวิจัยและวิศวกรรมเอ็กซอน[ 9 ]และทำงาน 4 ปีให้กับชลัมเบอร์เกอร์ก่อนที่จะเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยบิงแฮมตัน[ 8 ]
ตั้งแต่ปี 1994 ถึง 2000 เขาดำรงตำแหน่งรองอธิการบดีฝ่ายวิจัยของมหาวิทยาลัย[ 4 ]เขายังดำรงตำแหน่งรองประธานมูลนิธิวิจัยของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวยอร์กเป็นเวลาหกปี เขาเป็นศาสตราจารย์เกียรติคุณด้านเคมีและวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยบิงแฮมตัน[ 9 ] Whittingham ได้รับการแต่งตั้งเป็นหัวหน้าเจ้าหน้าที่วิทยาศาสตร์ของ NAATBatt International ในปี 2017 [ 4 ]
Whittingham เป็นประธานร่วมในการศึกษาการจัดเก็บพลังงานเคมีของ DOE ในปี 2550 [ 10 ]และเป็นผู้อำนวยการของศูนย์จัดเก็บพลังงานเคมีภาคตะวันออกเฉียงเหนือ (NECCES) ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยพลังงานแนวหน้า (EFRC) ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ที่ Binghamton ในปี 2557 NECCES ได้รับเงินสนับสนุน 12.8 ล้านดอลลาร์สหรัฐจากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ เพื่อช่วยเร่งความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นต่อการสร้างเศรษฐกิจในศตวรรษที่ 21 ในปี 2561 NECCES ได้รับเงินสนับสนุนอีก 3 ล้านดอลลาร์สหรัฐจากกระทรวงพลังงานเพื่อดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่ต่อไป ทีมงาน NECCES ใช้เงินทุนนี้เพื่อปรับปรุงวัสดุจัดเก็บพลังงานและพัฒนาวัสดุใหม่ที่ "ราคาถูกกว่า เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และสามารถจัดเก็บพลังงานได้มากกว่าวัสดุในปัจจุบัน" [ 11 ]
วิจัย
Whittingham และ Fred Gamble หัวหน้าของเขา ซึ่งเป็นผู้ที่มีปริญญาเอก ได้คิดค้น อิเล็กโทรดแบบ แทรกสอด Exxon ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของ Whittingham ในช่วงทศวรรษ 1970 โดยใช้ แคโทด ไทเทเนียมไดซัลไฟด์และแอโนดลิเธียมอะลูมิเนียม[ 12 ]แบตเตอรี่มีความหนาแน่นพลังงานสูง และการแพร่ของไอออนลิเธียมเข้าไปในแคโทดไทเทเนียมไดซัลไฟด์นั้นสามารถย้อนกลับได้ ทำให้แบตเตอรี่สามารถชาร์จใหม่ได้ นอกจากนี้ ไทเทเนียมไดซัลไฟด์ยังมีอัตราการแพร่ของไอออนลิเธียมเข้าไปในโครงผลึกที่รวดเร็วเป็นพิเศษ Exxon ทุ่มทรัพยากรไปกับการพัฒนาแบตเตอรี่ Li/LiClO / TiS ในเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตาม ความกังวลด้านความปลอดภัยทำให้ Exxon ต้องยุติโครงการ Whittingham และทีมงานของเขายังคงตีพิมพ์ผลงานของพวกเขาในวารสารวิชาการด้านเคมีไฟฟ้าและฟิสิกส์ของแข็ง เขาออกจาก Exxon ในปี 1984 และติดตาม Gamble ไปที่ Schlumberger ซึ่งเขาทำงานในตำแหน่งผู้จัดการ ในปี 1988 เขาได้ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ประจำภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยบิงแฮมตัน สหรัฐอเมริกา เพื่อสานต่อความสนใจทางด้านวิชาการของเขา
"แบตเตอรี่เหล่านี้ทั้งหมดเรียกว่าแบตเตอรี่แบบแทรกสอด มันเหมือนกับการใส่แยมลงในแซนด์วิช ในทางเคมี หมายความว่าคุณมีโครงสร้างผลึก และเราสามารถใส่ไอออนลิเธียมเข้าไป นำออก และโครงสร้างก็ยังคงเหมือนเดิมทุกประการ" Whittingham กล่าว "เรารักษาโครงสร้างผลึกไว้ นั่นคือสิ่งที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล่านี้ดีมาก ช่วยให้สามารถใช้งานได้นาน" [ 12 ]
แบตเตอรี่ลิเธียมมีความจุจำกัด เนื่องจากมีการแทรกตัวของลิเธียมไอออน/อิเล็กตรอนได้น้อยกว่าหนึ่งตัวต่อศูนย์รีดอกซ์ของโลหะทรานซิชัน เพื่อให้ได้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น วิธีหนึ่งคือการก้าวข้ามปฏิกิริยาการแทรกตัวของรีดอกซ์แบบหนึ่งอิเล็กตรอน งานวิจัยของ Whittingham ได้พัฒนาไปสู่ปฏิกิริยาการแทรกตัวแบบหลายอิเล็กตรอน ซึ่งสามารถเพิ่มความจุในการจัดเก็บโดยการแทรกตัวของลิเธียมไอออนหลายตัว Whittingham ได้พัฒนาวัสดุที่มีการแทรกตัวแบบหลายอิเล็กตรอนได้สำเร็จแล้วหลายชนิด เช่น LiVOPO4 VOPO4 วาเนเดียม ที่มีวา เลนซ์หลายค่า(V3 + <->V5 + ) มีบทบาทสำคัญในการทำให้เกิดปฏิกิริยาแบบหลายอิเล็กตรอน วัสดุที่มีศักยภาพเหล่านี้ช่วยให้ภาคอุตสาหกรรมแบตเตอรี่สามารถเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานได้อย่างรวดเร็ว
Whittingham ได้รับรางวัล Young Author AwardจากThe Electrochemical Societyในปี 1971 [ 13 ]รางวัลBattery Research Awardในปี 2003 [ 14 ]และได้รับเลือกเป็น Fellow ในปี 2004 [ 15 ]ในปี 2010 เขาได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งใน 40 นักนวัตกรรมชั้นนำที่มีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคโนโลยีสีเขียวโดยGreentech Media [ 16 ]ในปี 2012 Whittingham ได้รับรางวัล IBA Yeager Award สำหรับผลงานตลอดชีวิตในการวิจัยวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียม[ 17 ]และเขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของMaterials Research Societyในปี 2013 [ 18 ]เขาได้รับการเสนอชื่อร่วมกับJohn B. Goodenoughสำหรับงานวิจัยบุกเบิกที่นำไปสู่การพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในรายชื่อClarivate Citation Laureatesสำหรับรางวัลโนเบลสาขาเคมีโดย Thomson Reuters ในปี 2015 [ 12 ] [ 19 ]ในปี 2018 Whittingham ได้รับเลือกให้เป็นสมาชิกของNational Academy of Engineering "สำหรับการบุกเบิกการประยุกต์ใช้เคมีแทรกสอดสำหรับวัสดุจัดเก็บพลังงาน" [ 20 ]
ในปี 2019 Whittingham พร้อมด้วยJohn B. GoodenoughและAkira Yoshinoได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ประจำปี 2019 "สำหรับการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน" [ 1 ] [ 2 ]
ชีวิตส่วนตัว
สแตนลีย์แต่งงานกับ ดร. จอร์จินา วิททิงแฮม ศาสตราจารย์ด้านภาษาสเปนประจำมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวยอร์กที่โอสวีโกเขามีลูกสองคน คือ ไมเคิล วิททิงแฮม และ เจนนิเฟอร์ วิททิงแฮม-บราส
การยอมรับ
- รางวัลอธิการบดีประจำปี 2007 สำหรับความเป็นเลิศด้านวิชาการและกิจกรรมสร้างสรรค์ และรางวัลงานวิจัยดีเด่นมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวยอร์ก[ 23 ]
- รางวัลสำหรับผลงานตลอดชีวิตจากสมาคมเคมีแห่งอเมริกา ประจำปี 2010 [ 4 ]
- ผู้ได้รับรางวัล Thomson Reuters Citation Laureateประจำปี 2015 [ 19 ]
- รางวัลนักวิทยาศาสตร์อาวุโสประจำปี 2017 จากสมาคมไอออนิกส์ของแข็งระหว่างประเทศ[ 24 ]
- รางวัล Turnbull ประจำปี 2018 จากสมาคมวิจัยวัสดุ[ 25 ]
- สมาชิกสถาบันวิศวกรรมแห่งชาติ ประจำปี 2018 [ 26 ]
- รางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2019 ร่วมกับJohn B. GoodenoughและAkira Yoshino [ 1 ]
- รางวัลผู้อพยพยอดเยี่ยมประจำปี 2020 โดยมูลนิธิคาร์เนกีแห่งนิวยอร์ก[ 27 ]
- รางวัล VinFuture Grand Prize ประจำปี 2023 ร่วมกับMartin Green , Rachid YazamiและAkira Yoshino [ 28 ]
- ได้รับพระราชทานบรรดาศักดิ์อัศวิน ใน งานพระราชทาน เครื่องราชอิสริยาภรณ์ เนื่องใน วันคล้ายวันประสูติของพระมหากษัตริย์ในปี 2024 “ เพื่อเป็นการยกย่องผลงานด้านเคมี” [ 29 ]
หนังสือ
- JB Goodenough & MS Whittingham (1977). เคมีของของแข็งในการแปลงและกักเก็บพลังงาน . American Chemical Society Symposium Series #163. ISBN 978-0-8412-0358-7.
- GG Libowitz & MS Whittingham (1979). วิทยาศาสตร์วัสดุในเทคโนโลยีพลังงาน . สำนักพิมพ์ Academic Press. ISBN 978-0-12-447550-2.
- MS Whittingham & AJ Jacobson (1984). เคมีแทรกสอด . สำนักพิมพ์ Academic Press. ISBN 978-0-12-747380-2.
- DL Nelson, MS Whittingham และ TF George (1987). เคมีของตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง . American Chemical Society Symposium Series #352. ISBN 978-0-8412-1431-6.
- MA Alario-Franco, M. Greenblatt, G. Rohrer และ MS Whittingham (2003). เคมีของวัสดุอนินทรีย์ในสถานะของแข็ง เล่ม IV . สมาคมวิจัยวัสดุ. ISBN 978-1-55899-692-2.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link )
บทความวิจัยที่มีการอ้างอิงมากที่สุด
( ข้อมูล ณ ปี 2019): [ 30 ] )
- Whittingham, MS (1976). "การเก็บพลังงานไฟฟ้าและเคมีแทรกสอด". Science . 192 ( 4244): 1126– 1127. Bibcode : 1976Sci...192.1126W . doi : 10.1126/science.192.4244.1126 . PMID 17748676. S2CID 36607505 .
- Whittingham, M. Stanley (1976). "บทบาทของเฟสสามองค์ประกอบในปฏิกิริยาแคโทด". วารสารของสมาคมเคมีไฟฟ้า . 123 (3): 315– 320. Bibcode : 1976JElS..123..315W . doi : 10.1149/1.2132817 .
- Whittingham, M.Stanley (1978). "เคมีของสารประกอบแทรกสอด: โลหะแขกในโฮสต์แชลโคเจนไนด์" ความก้าวหน้าใน เคมีของของแข็ง 12 (1): 41– 99. doi : 10.1016/0079-6786(78)90003-1 .
- Whittingham, M. Stanley (ตุลาคม 2547). "แบตเตอรี่ลิเธียมและวัสดุแคโทด" (PDF) . Chemical Reviews . 104 (10): 4271– 4301. doi : 10.1021/cr020731c . PMID 15669156 . S2CID 888879 .
- Whittingham, M. Stanley (ตุลาคม 2014). "ขีดจำกัดสูงสุดของปฏิกิริยาการแทรกตัวสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม" Chemical Reviews . 114 (23): 11414– 11443. doi : 10.1021/cr5003003 . PMID 25354149 .
- Chirayil, Thomas; Zavalij, Peter Y.; Whittingham, M. Stanley (ตุลาคม 1998). "การสังเคราะห์ออกไซด์ของวานาเดียมด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล" เคมีของวัสดุ 10 ( 10): 2629– 2640. doi : 10.1021/cm980242m .
- Zavalij, Peter Y.; Whittingham, M. Stanley (ตุลาคม 1999). "เคมีโครงสร้างของออกไซด์วานาเดียมที่มีโครงสร้างแบบเปิด" Acta Crystallographica Section B . 55 (5): 627– 663. Bibcode : 1999AcCrB..55..627Z . doi : 10.1107/S0108768199004000 . PMID 10927405 .
- Chen, Rongji; Zavalij, Peter; Whittingham, M. Stanley (มิถุนายน 1996). "การสังเคราะห์ด้วยความร้อนและลักษณะเฉพาะของ K MnO · yH O". เคมีของวัสดุ 8 ( 6): 1275– 1280. doi : 10.1021/cm950550 .
- Janauer, Gerald G.; Dobley, Arthur; Guo, Jingdong; Zavalij, Peter; Whittingham, M. Stanley (สิงหาคม 1996). "ออกไซด์ทังสเตน โมลิบเดนัม และวานาเดียมชนิดใหม่ที่มีไอออนสารลดแรงตึงผิว" เคมีของวัสดุ 8 ( 8): 2096– 2101. doi : 10.1021/cm960111q .
- Yang, Shoufeng; Song, Yanning; Zavalij, Peter Y.; Stanley Whittingham, M. (มีนาคม 2545). "ปฏิกิริยา ความเสถียร และพฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" Electrochemistry Communications . 4 (3): 239– 244. doi : 10.1016/S1388-2481(01)00298-3 .
- Yang, Shoufeng; Zavalij, Peter Y.; Stanley Whittingham, M. (กันยายน 2544). "การสังเคราะห์แคโทดลิเธียมเหล็กฟอสเฟตด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล" Electrochemistry Communications . 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 (มกราคม 1995). "การสังเคราะห์วัสดุออกไซด์ใหม่ด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล". Solid State Ionics . 75 : 257– 268. doi : 10.1016/0167-2738(94)00220-M .
- Petkov, V.; Zavalij, PY; Lutta, S.; Whittingham, MS; Parvanov, V.; Shastri, S. (กุมภาพันธ์ 2547). โครงสร้างที่เหนือกว่า Bragg: การศึกษา ท่อ นาโน " (PDF) . Physical Review B . 69 (8): 085410 (1–6). Bibcode : 2004PhRvB..69h5410P . doi : 10.1103/PhysRevB.69.085410 . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 9 ตุลาคม 2562
- Hong, Jian; Wang, CS; Chen, X.; Upreti, S.; Whittingham, M. Stanley (กุมภาพันธ์ 2552). "แคโทด LiFePO4 ที่ดัดแปลงด้วยวาเนเดียมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน" Electrochemical and Solid-State Letters . 12 (2): A33– A38. doi : 10.1149/1.3039795 .
- Zhou, Hui; Upreti, Shailesh; Chernova, Natasha A.; Hautier, Geoffroy; Ceder, Gerbrand; Whittingham, M. Stanley (ธันวาคม 2010). "เหล็กและแมงกานีสไพโรฟอสเฟตเป็นแคโทดสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน" (PDF)เคมีของวัสดุ 23 ( 2): 293– 300. doi : 10.1021/cm102922q .
ลิงก์ภายนอก
- ประวัติของ เอ็ม. สแตนลีย์ วิททิงแฮมบนเว็บไซต์มหาวิทยาลัยบิงแฮมตัน
- บทสัมภาษณ์ของ เอ็ม. สแตนลีย์ วิททิงแฮมที่École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Parisเว็บไซต์ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์
- M. Stanley Whittingham บนเว็บไซต์ Nobelprize.orgรวมถึงปาฐกถาโนเบลในวันอาทิตย์ที่ 8 ธันวาคม 2019 เรื่อง ต้นกำเนิดของแบตเตอรี่ลิเธียม