Cha đẻ của pin lithium-ion qua đời ở tuổi 100

Nghiên cứu của John Goodenough đã tạo ra loại pin cung cấp năng lượng cho hầu hết các thiết bị điện ngày nay.

Jay Hartzell, hiệu trưởng Đại học Texas, nơi Goodenough là giảng viên trong 37 năm, cho biết Goodenough “là người đi đầu trong nghiên cứu khoa học tiên tiến suốt nhiều thập kỷ".

Năm 2019, ở tuổi 97, cùng với nhà khoa học người Mỹ gốc Anh Stanley Whittingham và nhà khoa học Nhật Bản Akira Yoshino, Goodenough nhận giải Nobel Hóa học cho công trình tiên phong phát triển pin lithium-ion và trở thành người lớn tuổi nhất nhận giải thưởng khoa học danh giá này.

“Pin sạc lithium-ion đã đặt nền móng cho các thiết bị điện tử không dây như điện thoại di động và máy tính xách tay”, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển cho biết khi trao giải. “Công nghệ này cũng làm cho một thế giới không có nhiên liệu hóa thạch trở nên khả thi, vì nó được sử dụng cho mọi thứ, từ cung cấp năng lượng cho ô tô điện đến lưu trữ năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo". Nghiên cứu của Goodenough đã góp phần mở ra thế giới của điện thoại di động, máy tính bảng và bất kỳ thứ gì khác có cổng cắm sạc ngày nay.

Những năm gần đây, Goodenough và nhóm tại trường đại học của ông cũng đã khám phá những hướng mới để lưu trữ năng lượng, bao gồm pin “thủy tinh” với chất điện phân ở thể rắn và các điện cực làm từ kim loại lithium hoặc natri.

Pin lithium-ion là loại pin thực sự di động và có thể sạc lại đầu tiên và đã mất hơn một thập kỷ để phát triển. “Chúng tôi nghĩ nó sẽ giúp ích đối với một số thứ, nhưng chưa bao giờ nghĩ rằng nó sẽ cách mạng hóa ngành điện tử", Goodenough từng nói.

Goodenough, Whittingham và Yoshino mỗi người đều có những bước đột phá độc đáo đặt nền móng cho việc phát triển pin sạc thương mại. Công trình của Whittingham vào những năm 1970 đã khai thác đặc tính của lithium - kim loại nhẹ nhất. Khi đó, nhà nghiên cứu này dùng đặc tính của Lithium, có thể cho đi các electron, để tạo ra một loại pin với nguồn điện chỉ hơn hai volt.

Đến năm 1980, Goodenough đã phát triển dựa trên nghiên cứu của Whittingham và tăng gấp đôi công suất của pin lên 4 volt bằng cách sử dụng cobalt oxide ở cực âm, một trong 2 điện cực nằm ở 2 đầu của pin.

Loại pin này vẫn quá dễ nổ để sử dụng cho mục đích thương mại nói chung. Cuối cùng, nghiên cứu của Yoshino vào những năm 1980 đã loại bỏ lithium tinh khiết dễ bay hơi khỏi pin và thay vào đó chọn sử dụng các ion lithium, an toàn hơn. Kết quả là một loại pin thương mại nhẹ, an toàn, bền và có thể sạc lại đầu tiên được tung ra thị trường vào năm 1991.

Sinh ra ở Jena, Đức, năm 1922, Goodenough lớn lên ở Mỹ và lấy bằng tiến sĩ hóa học tại Đại học Chicago. Ông bắt đầu sự nghiệp của mình tại Viện Công nghệ Massachusetts, nơi nghiên cứu của ông đặt nền móng cho sự phát triển của bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên cho máy tính kỹ thuật số.

Goodenough là trưởng phòng thí nghiệm hóa học vô cơ tại Đại học Oxford, Anh, khi ông phát hiện ra lithium-ion. Ông gia nhập Đại học Texas vào năm 1986, và vẫn giảng dạy và nghiên cứu về vật liệu pin cũng như các vấn đề khoa học và kỹ thuật chất rắn khi ông đoạt giải Nobel.

Goodenough và vợ, Irene, đã kết hôn được 70 năm cho đến khi bà qua đời vào năm 2016.