Περιεχόμενα
Ο John B. Goodenough, ο επιστήμονας που μοιράστηκε το Νόμπελ Χημείας 2019 για τον κρίσιμο ρόλο του στην ανάπτυξη της επαναστατικής μπαταρίας ιόντων λιθίου, του επαναφορτιζόμενου πακέτου ισχύος που είναι πανταχού παρών στις σημερινές ασύρματες ηλεκτρονικές συσκευές και ηλεκτρικά και υβριδικά οχήματα, πέθανε την Κυριακή σε ηλικία 100 ετών.
Το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν, όπου ο Δρ Goodenough ήταν καθηγητής μηχανικής, ανακοίνωσε τον θάνατό του.
Μέχρι την ανακοίνωση της επιλογής του ως νομπελίστα, ο Δρ Goodenough ήταν σχετικά άγνωστος εκτός των επιστημονικών και ακαδημαϊκών κύκλων, καθώς εμπορικοί κολοσσοί «εκμεταλλεύτηκαν» το έργο του. Πέτυχε με την εργαστηριακή του ανακάλυψη το 1980 στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, να δημιουργήσει μια μπαταρία που έχει γεμίσει τον πλανήτη με smartphone, φορητούς υπολογιστές και υπολογιστές tablet, σωτήριες ιατρικές συσκευές όπως καρδιακούς απινιδωτές και καθαρά, αθόρυβα οχήματα, συμπεριλαμβανομένων πολλών Teslas.
Μακρινά ταξίδια δηλαδή με μειωμένο τον αντίκτυπο της κλιματικής αλλαγής που θα αντικαταστήσουν κάποια μέρα τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα και τα φορτηγά.
Όπως οι περισσότερες σύγχρονες τεχνολογικές εξελίξεις, η πανίσχυρη, ελαφριά, επαναφορτιζόμενη μπαταρία ιόντων λιθίου είναι προϊόν μελέτης επιστημόνων, τεχνικών εργαστηρίων και εμπορικών συμφερόντων εδώ και δεκαετίες. Αλλά για όσους είναι εξοικειωμένοι με την ιστορία της μπαταρίας, η συμβολή του Δρ Goodenough θεωρείται ως ο κρίσιμος κρίκος στην ανάπτυξή της, ένας βασικός άξονας της χημείας, της φυσικής και της μηχανικής σε μοριακή κλίμακα.
Το 2019, όταν ήταν 97 ετών και ήταν ακόμα ενεργός στην έρευνα στο Πανεπιστήμιο του Τέξας, ο Δρ Goodenough έγινε ο γηραιότερος νομπελίστας στην ιστορία, όταν η Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών ανακοίνωσε ότι θα μοιραζόταν το βραβείο των 900.000 δολαρίων με δύο άλλους που είχαν σπουδαία συνεισφορά στην ανάπτυξη της μπαταρίας: M. Stanley Whittingham, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Binghamton, State University of New York, και Akira Yoshino, επίτιμος συνεργάτης της Asahi Kasei Corporation στο Τόκιο και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Meijo στη Ναγκόγια της Ιαπωνίας.
Ο Δρ Goodenough δεν κατοχύρωσε τα δικαιώματα στην μπαταρία. Μοιράστηκε διπλώματα ευρεσιτεχνίας με συναδέλφους του και δώρισε υποτροφίες που συνοδεύουν τα βραβεία του σε έρευνα και υποτροφίες.
Μια συμπαθητική παρουσία από το 1986 στην πανεπιστημιούπολη του Austin, όπου κατέπληξε τους συναδέλφους του παραμένοντας δραστήριος και εφευρετικός μέχρι τα 90 του, δούλευε τα τελευταία χρόνια για την δημιουργία μιας υπερμπαταρίας που, όπως είπε, κάποια στιγμή θα μπορούσε να αποθηκεύσει και να μεταφέρει αιολική, ηλιακή και πυρηνική ενέργεια, μεταμορφώνοντας το εθνικό ηλεκτρικό δίκτυο.Ίσως φέρει επανάσταση στη θέση των ηλεκτρικών αυτοκινήτων στη ζωή της μεσαίας τάξης, με απεριόριστες αποστάσεις και την ευκολία επαναφόρτισης μέσα σε λίγα λεπτά.
Ένας αφοσιωμένος Επισκοπικός, ο Δρ Goodenough κράτησε μια ταπετσαρία του Μυστικού Δείπνου στον τοίχο του εργαστηρίου του. Η απεικόνιση των Αποστόλων σε ένθερμη συνομιλία, σαν επιστήμονες που αμφισβητούν μια θεωρία, του θύμισε, είπε, μια θεϊκή δύναμη που του είχε ανοίξει πόρτες σε μια ζωή που είχε ξεκινήσει με ελάχιστες υποσχέσεις.
Ήταν, όπως είπε σε απομνημονεύματα, «Witness to Grace» (2008), το ανεπιθύμητο παιδί ενός αγνωστικιστή καθηγητή θρησκευτικών στο Πανεπιστήμιο του Γέιλ και μιας μητέρας με την οποία δεν δέθηκε ποτέ. Χωρίς φίλο, εκτός από τρία αδέρφια, έναν σκύλο και μια υπηρέτρια, μεγάλωσε μοναχικά. Ήταν δυσλεκτικός, τον έστειλαν σε ιδιωτικό οικοτροφείο στα 12 του και διατήρησε ελάχιστη επαφή με τους γονείς του.
Με υπομονή, συμβουλευτική και έντονους αγώνες για αυτοβελτίωση ξεπέρασε τις αναγνωστικές του αναπηρίες. Σπούδασε Λατινικά και Ελληνικά στο Γκρότον και μαθηματικά στο Γέιλ, μετεωρολογία στις Πολεμικές Αεροπορίες Στρατού κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου και φυσική υπό τους Clarence Zener, Edward Teller και Enrico Fermi στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, όπου απέκτησε διδακτορικό δίπλωμα το 1952.
Στο Lincoln Laboratory του M.I.T. στις δεκαετίες του 1950 και του 1960, ήταν μέλος ομάδων που βοήθησαν να τεθούν οι βάσεις για τη μνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM) σε υπολογιστές και ανέπτυξαν σχέδια για το πρώτο σύστημα αεράμυνας της χώρας. Το 1976, ως ομοσπονδιακή χρηματοδότηση για το M.I.T. η δουλειά τελείωσε, μετακόμισε στην Οξφόρδη για να διδάξει και να διαχειριστεί ένα εργαστήριο χημείας, όπου ξεκίνησε την έρευνά του για τις μπαταρίες.
Η μπαταρία
Ουσιαστικά, μια μπαταρία είναι μια συσκευή που κάνει τα ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα, γνωστά ως ιόντα, να μετακινούνται από τη μια πλευρά στην άλλη, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα που τροφοδοτεί οτιδήποτε συνδέεται με την μπαταρία. Οι δύο πλευρές, που ονομάζονται ηλεκτρόδια, συγκρατούν φορτία – μια αρνητική που ονομάζεται άνοδος και μια θετική που ονομάζεται κάθοδος. Το μέσο μεταξύ τους, μέσω του οποίου ταξιδεύουν τα ιόντα, είναι ένας ηλεκτρολύτης.
Όταν μια μπαταρία απελευθερώνει ενέργεια, τα θετικά φορτισμένα ιόντα μεταφέρονται από την άνοδο στην κάθοδο, δημιουργώντας ένα ρεύμα. Μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία είναι συνδεδεμένη σε μια πρίζα για να τραβήξει ηλεκτρισμό, αναγκάζοντας τα ιόντα να επιστρέψουν στην άνοδο, όπου αποθηκεύονται μέχρι να χρειαστούν ξανά. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την άνοδο, την κάθοδο και τον ηλεκτρολύτη καθορίζουν την ποσότητα και την ταχύτητα των ιόντων και επομένως την ισχύ της μπαταρίας.
Ο σύγχρονος κόσμος αναζητά εδώ και καιρό μπαταρίες που είναι ασφαλείς, αξιόπιστες, φθηνές και ισχυρές. Η πρώτη αληθινή μπαταρία εφευρέθηκε το 1800 από τον Alessandro Volta, ο οποίος στοίβαξε δίσκους από χαλκό και ψευδάργυρο και τους συνέδεσε με ένα πανί εμποτισμένο σε αλμυρό νερό. Με καλώδια συνδεδεμένα σε δίσκους και στα δύο άκρα, η μπαταρία παρήγαγε ένα σταθερό ρεύμα. Οι πρώτες μπαταρίες αυτοκινήτων ήταν ως επί το πλείστον μολύβδου οξέος και ογκώδεις, ικανές να λειτουργούν ανάφλεξες και αξεσουάρ, όπως τα φώτα, αλλά μέχρι τα τελευταία χρόνια δεν ήταν αρκετά ισχυρές για να κινήσουν κινητήρες. Τα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης χρησιμοποιούσαν μπαταρίες ψευδαργύρου-άνθρακα ή νικελίου-καδμίου.
Μόλις ο Δρ Goodenough έφτασε στην Οξφόρδη, η Exxon κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ένα σχέδιο του Δρ. Whittingham, ενός Βρετανού χημικού που απασχολούσε η εταιρεία, για την πρώτη επαναφορτιζόμενη μπαταρία που χρησιμοποιεί λίθιο για το αρνητικό της ηλεκτρόδιο και δισουλφίδιο τιτανίου, που δεν χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως σε μπαταρίες. Θετικό ηλεκτρόδιο. Φαινόταν μια σημαντική ανακάλυψη επειδή τα ιόντα λιθίου, του ελαφρύτερου μετάλλου, παρήγαγαν υψηλή τάση και λειτουργούσαν σε θερμοκρασία δωματίου. Η μπαταρία του Whittingham ήταν μια πρόοδος, αλλά αποδείχθηκε μη πρακτική. Αν υπερφορτιστεί ή επαναφορτιστεί επανειλημμένα, πήρε φωτιά ή εξερράγη.
Επιδιώκοντας να βελτιώσει το σχεδιασμό, ο Δρ Goodenough χρησιμοποίησε επίσης ιόντα λιθίου. Αλλά η διορατικότητά του, που προέκυψε από πειράματα με δύο μεταδιδακτορικούς βοηθούς, ήταν να κατασκευάσει την κάθοδο με στρώματα λιθίου και οξειδίου του κοβαλτίου, τα οποία δημιουργούσαν θύλακες για τα ιόντα λιθίου. Η διάταξη παρήγαγε επίσης υψηλότερη τάση και έκανε την μπαταρία πολύ λιγότερο πτητική. Τα κατάφερε μετά από τέσσερα χρόνια.
Βραβεία και τιμητικές διακρίσεις
Μετά τον πόλεμο, έλαβε κυβερνητική υποτροφία για να σπουδάσει φυσική στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Απέκτησε μεταπτυχιακό δίπλωμα το 1951 και διδακτορικό ένα χρόνο αργότερα. Αφού εργάστηκε για λίγο για τη Westinghouse, ξεκίνησε την καριέρα του στο M.I.T.
Το 1951 παντρεύτηκε την Irene Wiseman. Δεν απέκτησαν παιδιά. Πέθανε το 2016 εκείνη. Έχει επίσης μια ετεροθαλή αδερφή, την Ursula W. Goodenough, και έναν ετεροθαλή αδερφό, τον Daniel A. Goodenough, οι οποίοι είναι και οι δύο επίτιμοι καθηγητές βιολογίας.
Ο Δρ Goodenough κατείχε την έδρα της Virginia H. Cockrell στη μηχανική στο Πανεπιστήμιο του Τέξας. Έγραψε οκτώ βιβλία και περισσότερα από 800 άρθρα για επιστημονικά περιοδικά. Οι διακρίσεις του περιελάμβαναν το Ιαπωνικό Βραβείο, το Βραβείο Ενρίκο Φέρμι, το Βραβείο Τσαρλς Σταρκ Ντρέιπερ, το Βραβείο Γουέλς στη Χημεία και το Εθνικό Μετάλλιο της Επιστήμης, το οποίο του δόθηκε από τον Πρόεδρο Μπαράκ Ομπάμα το 2011.
