Питер Брюс - Peter Bruce

Питер Брюс
BRU00018-Peter-Bruce.jpg
Родившийся
Питер Джордж Брюс

(1956-10-02) 2 октября 1956 г. (возраст 64 года)[1]
Абердин, Шотландия[нужна цитата ]
Альма-матерУниверситет Абердина (Бакалавр, доктор философии)
ИзвестенЛитий-воздушная батарея
Награды
Научная карьера
Учреждения
ТезисЛитий-ионные твердые электролиты  (1981)
Интернет сайтwww.materials.ox.ac.Великобритания/ peoplepages/ Брюс.html

Питер Джордж Брюс ФРС, FRSE, FRSC британец химик, и Вольфсон профессор материалов в Отдел материалов на Оксфордский университет.[1] В 2018 году он был назначен физическим секретарем и вице-президентом Королевского общества.[2] Брюс - основатель и главный научный сотрудник Института Фарадея.[3]

Образование

Брюс получил образование в Абердинская гимназия и Университет Абердина где он был награжден Бакалавр Степень в 1978 г. и докторская степень в 1982 г.[1] Он завершил докторскую диссертацию по литий-ионным проводящим твердым электролитам под руководством профессора А. Запад.[4]

Исследование

Основные исследовательские интересы Брюса лежат в области химии материалов и электрохимии; с особым упором на материалы для хранения энергии для литиевых и натриевых батарей. Он интересуется фундаментальной наукой об ионно-проводящих твердых телах и интеркаляционных соединениях, синтезом новых материалов с новыми свойствами или комбинациями свойств, пониманием этих свойств и изучением их применения в накоплении энергии. Хотя ионно-проводящие твердые тела представляют собой отправную точку для большей части его исследований, он расширил свои интересы за пределы одной только этой темы. Его текущие исследовательские интересы включают катодные материалы, твердотельные батареи и воздушно-литиевые батареи.

Брюс опубликовал более 350 работ в этой области и ежегодно с 2015 года признается Web of Science Group высоко цитируемым исследователем.[5]

Твердотельные батареи

Все твердотельные батареи обладают потенциалом произвести революцию в электромобилях будущего. Замена легковоспламеняющегося органического жидкого электролита, используемого в настоящее время в литий-ионных элементах, твердым, позволит использовать анод из щелочного металла, который увеличит плотность энергии и повысит безопасность. Интересы Брюса заключаются в понимании фундаментальных процессов, которые имеют место, и таких, как образование пустот и дендритов, которые в конечном итоге приводят к отказу клетки.[6][7] Брюс возглавляет проект Института Фарадея SOLBAT.[8] который направлен на «преодоление барьеров, препятствующих продвижению на рынок твердотельных батарей».[9]

Соединения интеркаляции

Литий вставка в твердые тела - это фундаментальный механизм, лежащий в основе работы электродов литиевых аккумуляторных батарей. Он стремится синтезировать новые соединения интеркаляции лития с необычными свойствами или комбинациями свойств. Его особенно интересуют катодные материалы для ионно-литиевых и натриевых батарей. Недавно его работа в этой области была связана с соединениями, которые могут накапливать дополнительный заряд сверх окислительно-восстановительной способности переходных металлов за счет участия кислорода в обратимых анионных окислительно-восстановительных процессах, включая образование молекулярного кислорода в твердом теле.[10][11]

Литий-воздушный аккумулятор

Питер Дж. Брюс - один из инициаторов Литий-воздушный аккумулятор. Перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор произвел революцию в портативной электронике, он станет ключом к электрификации транспорта и обеспечению надежной и стабильной возобновляемой электроэнергии. Однако максимально возможной плотности энергии для литий-ионных аккумуляторов недостаточно для удовлетворения будущих потребностей. Литий-воздушная батарея имеет потенциал для преобразования накопителя энергии и имеет самую высокую теоретическую плотность энергии среди всех известных аккумуляторных технологий. Его исследования направлены на понимание фундаментальных процессов, лежащих в основе его работы. Недавняя работа включала исследование кинетики окислительно-восстановительных медиаторов и их использования в литий-воздушных ячейках.[12]

Кристаллография

Кристаллография это исследование структуры, которое является основой большей части современной химии. В отсутствие монокристаллов важно иметь возможность решать структуры ab initio на основе данных порошковой рентгеновской или нейтронной дифракции. Вместе с Юрием Григорьевичем Андреевым он разработал мощные прямые космические методы, с помощью которых это может быть достигнуто. Наноматериалы важны, но установить их структуру (атомное расположение) сложно, потому что нарушение дальнего порядка из-за ограниченных размеров сводит на нет использование обычных кристаллографических методов. Они исследовали альтернативные подходы, включая методы Дебая, которые связывают расположение атомов с дифракционными данными без использования симметрии. Все вышеперечисленные методы позволяют получить доступ к структурам соединений с множеством свойств как в химии материалов, так и за ее пределами.[нужна цитата ]

Полимерные электролиты

С момента открытия краун-эфиры и криптанды к Педерсон, Втиснуть и Лен (за что получили Нобелевская премия в 1987 г.), значение молекул, содержащих повторяющиеся звенья -CH2-CH2-O- в качестве координирующих лигандов для катионов металлов. Комбинируя соли и простые полиэфиры, такие как оксид полиэтилена (-CH2-CH2-O-)п, можно синтезировать тысячи комплексов металл-полиэфир, также известных как полимерные электролиты. Такие материалы являются координационными соединениями в твердом состоянии и поддерживают ионную проводимость. В течение 30 лет считалось, что ионная проводимость ограничена аморфными полимерами выше Tg, а кристаллические полимеры являются изоляторами. Он опроверг эту точку зрения, открыв кристаллические полимерные электролиты.[13]

Награды и почести

Брюс избран Член Королевского химического общества, Член Королевского общества и член Королевское общество Эдинбурга.

Его награды:

  • Премия Королевского химического общества 1999 года в области материалов
  • 2001 Премия Королевского общества за заслуги Вольфсона
  • 2003 Королевское химическое общество Медаль Бейлби и приз
  • Междисциплинарная премия Королевского химического общества 2003 г.
  • 2004 Королевское химическое общество Джон Джейс Лекция и медаль
  • 2004 Королевское общество Эдинбурга Юбилейная премия Ганнинг Виктория Лекторство (присуждается каждые 4 года и только каждые 12 лет химикам)
  • Премия Королевского химического общества за химию твердого тела 2005 г.
  • 2008 Электрохимическое общество (США) Награда Отделения аккумуляторов
  • 2009 Королевское химическое общество Лекция Тилдена
  • 2011 Премия Арфведсона Шленка Немецкого химического общества
  • 2011 Мемориальная премия Карла Вагнера Электрохимического общества (США)
  • Премия Akzo Nobel UK Science Award 2012 (первый лауреат)
  • 2012 Галилео Галилей Награда
  • 2014 Медаль Баркера Королевского химического общества
  • Международная медаль 2015 года в области материаловедения и технологий, MRSI
  • Почетный член Общества исследования материалов Индии
  • 2015-19 годы Цитируемый исследователь [1]
  • 2016 Премия Ливерсиджа
  • 2017 Королевское общество Медаль Хьюза

Рекомендации

  1. ^ а б c "БРЮС, профессор Питер Джордж". Кто есть кто. ukwhoswho.com. 2015 (онлайн Oxford University Press ред.). A&C Black, отпечаток Bloomsbury Publishing plc. (подписка или Членство в публичной библиотеке Великобритании требуется) (требуется подписка)
  2. ^ "Питер Брюс". Королевское общество.
  3. ^ "Команда". Институт Фарадея.
  4. ^ Брюс, Питер Г. (1981). Литий-ионные твердые электролиты (Кандидат наук). Университет Абердина.
  5. ^ «Цитируемые исследователи». Web of Science Group.
  6. ^ Касемчайнан, Джитти; Зеколл, Стефани; Спенсер Джолли, Доминик; Нин, Цзыян; Хартли, Гарет О .; Мозг, Джеймс; Брюс, Питер Г. (29 июля 2019 г.). «Критический ток снятия изоляции приводит к образованию дендритов на покрытии ячеек с твердым электролитом с литиевым анодом». Материалы Природы. 18 (10): 1105–1111. Bibcode:2019НатМа..18.1105K. Дои:10.1038 / s41563-019-0438-9. PMID  31358941. S2CID  198983965.
  7. ^ Спенсер Джолли, Доминик; Нин, Цзыян; Дарнбро, Джеймс Э .; Касемчайнан, Джитти; Хартли, Гарет О .; Адамсон, Пол; Армстронг, Дэвид Э. Дж .; Мозг, Джеймс; Брюс, Питер Г. (9 декабря 2019 г.). «Граница раздела натрий / Na β ″ оксид алюминия: влияние давления на пустоты». Прикладные материалы и интерфейсы ACS. 12 (1): 678–685. Дои:10.1021 / acsami.9b17786. PMID  31815414.
  8. ^ "Команда". СОЛЬБАТ.
  9. ^ "О". СОЛЬБАТ.
  10. ^ Хаус, Роберт А .; Джин, Лию; Майтра, Урмимала; Цурута, Кадзуки; Сомервилль, Джеймс У .; Förstermann, Dominic P .; Массель, Феликс; Дуда, Лоран; Робертс, Мэтью Р .; Брюс, Питер Г. (2018). «Литий-оксифторид марганца как новый катодный материал, проявляющий окислительно-восстановительный потенциал кислорода». Энергетика и экология. 11 (4): 926–932. Дои:10.1039 / C7EE03195E.
  11. ^ Хаус, Роберт А .; Майтра, Урмимала; Перес-Осорио, Мигель А .; Lozano, Juan G .; Джин, Лию; Сомервилль, Джеймс У .; Duda, Laurent C .; Наг, Абхишек; Уолтерс, Эндрю; Чжоу, Кэ-Джин; Робертс, Мэтью Р .; Брюс, Питер Г. (9 декабря 2019 г.). «Надстройка управления гистерезисом напряжения первого цикла кислородно-окислительно-восстановительных катодов». Природа. 577 (7791): 502–508. Bibcode:2019Натура.577..502H. Дои:10.1038 / с41586-019-1854-3. PMID  31816625. S2CID  209165537.
  12. ^ Чен, Юйхуэй; Гао, Сянвэнь; Johnson, Lee R .; Брюс, Питер Г. (22 февраля 2018 г.). «Кинетика окисления пероксида лития окислительно-восстановительными медиаторами и последствия для литий-кислородного элемента». Nature Communications. 9 (1): 767. Bibcode:2018НатКо ... 9..767C. Дои:10.1038 / s41467-018-03204-0. ЧВК  5823882. PMID  29472558.
  13. ^ Кристи, Аласдер М .; Лилли, Скотт Дж .; Стонтон, Эдвард; Андреев Юрий Г .; Брюс, Питер Г. (январь 2005 г.). «Повышение электропроводности кристаллических полимерных электролитов». Природа. 433 (7021): 50–53. Bibcode:2005Натура 433 ... 50С. Дои:10.1038 / природа03186. PMID  15635406. S2CID  4340372.