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Par Jean-François Dars & Anne Papillault

photo André Kertész

A BATTERY / UNE BATTERIE

Goodbye fossil fuels, hello lithium-ion battery!

Adieu les carburants fossiles, bonjour les batteries lithium-ion !

John B. Goodenough
21 Oct, 2015
Tapuscrit...

John B. Goodenough – Je ne me suis intéressé aux problèmes énergétiques qu’à partir de la première crise de l’énergie, et c’est à l’université d’Oxford que j’ai développé les cathodes à oxydes pour batteries plutôt que celles à sulfures étudiées en Europe pour l’insertion de lithium, pour provoquer une réaction réversible dans une batterie rechargeable, et à cette époque personne en Europe, en Angleterre ou en Amérique ne s’intéressait à se lancer dans la fabrication de batteries déchargeables. Mais au Japon, on s’était aperçu qu’en fait, on avait déjà démontré en Suisse qu’on pouvait insérer et désinsérer du lithium dans une matrice de carbone sans créer de dendrites, qui était le problème rencontré en essayant d’utiliser les sulfures, qui a fini par des incendies et quelques explosions. Et je m’étais mis en tête que je pourrais en faire autant avec un oxyde tout en obtenant une meilleure tension ; ils ont donc mis mon lithium-cobalt à la cathode et le carbone à l’anode et le Japon a fabriqué une batterie rechargeable, puis Sony a fabriqué le premier caméscope et le premier téléphone portable et a déclenché la révolution du sans-fil…

Bien… Je quitte Oxford, parce que je devais prendre ma retraite, c’est à un âge relativement jeune en Angleterre ; j’avais accepté une invitation à venir aux États-Unis, à l’université du Texas, ce qui m’a permis de travailler jusqu’à l’âge de 93 ans et j’y suis toujours, et c’est ici que j’ai repris mes recherches fondamentales, avec un jeune homme qui était venu me voir en tant qu’étudiant et qui est resté avec moi pour construire un magnifique appareil à haute-pression pour l’étude des problèmes fondamentaux, tout en installant un laboratoire de chimie permettant de vérifier s’il était possible de d’obtenir des batteries capables de rivaliser avec les combustibles fossiles pour avoir des véhicules électriques et pour stocker l’énergie solaire et éolienne, afin de libérer les sociétés modernes de leur dépendance envers les combustibles fossiles. Et c’est à quoi je travaille en ce moment, et j’en suis au point où je peux dire avec optimisme que peut-être l’année prochaine nous serons en état de vous proposer quelque chose de bien… Ha, ha, ha, ha, ha, ha, ha !!! Je vais vous offrir une batterie bon marché, à grande capacité, chargeable et déchargeable rapidement, qui permettra tout à la fois de stocker l’énergie nécessaire aux réseaux et d’alimenter des véhicules électriques capables de rivaliser avec les moteurs thermiques.

Donc mon but n’étant pas de servir un seul pays, mais bien l’humanité tout entière, je me suis rendu compte que les sociétés modernes ne pourraient pas survivre en dépendant éternellement de l’énergie stockée dans les carburants fossiles ! Et comme c’est devenu de plus en plus évident, avec le réchauffement climatique et tout le reste, il importe donc d’orienter ses efforts vers un but qui soit pour le bien de l’humanité. Malheureusement en ce qui concerne les avancées scientifiques, la science est moralement neutre et donc tant les méchants que les bons peuvent utiliser vos découvertes pour leurs propres buts, mais je ne pense pas que libérer le monde de sa dépendance envers l’énergie fossile puisse être détourné pour de mauvais usages.

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Transcript...

John B. Goodenough – I only became interested in the energy problem with the first energy crisis, and it was at the University of Oxford that I developed the oxide cathodes for the battery rather than the sulfides that had been developed in Europe for the insertion of lithium reversibly, to give a reversible reaction for a rechargeable battery, and then, nobody in Europe or England or America was interested in developing a discharged batteries fabrication, but in Japan they recognized that, indeed, people had shown again, in Switzerland, that you could take lithium in and out of a carbon and it wouldn’t cause dendrites which were the problems that had occurred when people tried to use the sulfides, and it ended up with fires and a few explosions, and I had decided I can do the same thing with an oxide and give a better voltage and so they put my lithium-cobalt cathode and the carbon at the anode and they manufactured a discharged battery in Japan and Sony Corporation made the first camcorder and the first cell telephone and launched the wireless revolution…

Well… I’m leaving Oxford, because I had to retire, at a certain relatively early age, in England, and had been given in an invitation to come to the United States, the University of Texas, which has allowed me to work, until 93, and I’m still going, and while I’m here I went back to my fundamental studies, with a young man who came to me as a student and has stayed with me to build the wonderful high-pressure facility for studying the fundamental problems, and at the same time would set up a chemistry laboratory to try to see if we can get batteries that would compete with fossil fuels, so that we can get electric cars and store electrical energy from solar and wind, so that we can liberate modern society from its dependence on fossil fuels. So that’s what I’m working on at the moment and I am at a point where I’m optimistic that maybe in the next year we will give you something nice… Ha, ha, ha, ha, ha, ha, ha!!! I’ll give you a battery that is low cost, high-energy density and can be charged and discharged both rapidly, to be able to both store energy for the grid and power electric cars that would compete with the internal combustion engine.

So, my interest has been to serve not just one nation, but to serve humanity as a whole, and I understood that modern society just could not survive depending forever on the energy stored in fossil fuels! And since then it’s become more and more evident with global warming and all these other things, so one has to find a target for one’s efforts that would be beneficial to mankind. Unfortunately, when we do a scientific development, science is very moral-neutral and so bad people as well as good people can use what you develop for their purposes, but I think to emancipate people from their dependence on fossil fuels is something which you cannot turn to bad uses.

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A solid-state physicist, John B.Goodenough is an American professor at the Department of Mechanical Engineering and Electrical Engineering at the University of Texas, in Austin. During the 1970s and 1980s in Oxford, he identified the lithium-cobalt cathode for the lithium-ion rechargeable battery that is now widely present in every smartphone or laptop computer and in more and more electric vehicles. He is currently expecting a major break-through in this field, leading to manufacturing a battery able to challenge the fossil fuels powered engines. A member of the National Academy of Sciences and of the French Académie des Sciences, he was granted the National Medal of Science, the Enrico Fermi Prize and the Japan Prize.

John B. Goodenough est un physicien américain de la matière condensée, professeur au Department of Mechanical and Electrical Engineering à l’université du Texas, à Austin. C’est dans les années 70 et 80 qu’il découvre la cathode lithium-cobalt pour les batteries lithium-ion rechargeables qui sont désormais omniprésentes dans les téléphones et les ordinateurs portables et de plus en plus dans les véhicules électriques. Il attend incessamment une avancée majeure dans ce domaine, menant à une batterie capable de rivaliser avec les moteurs à énergie thermique. Membre de la National Academy of Sciences et de l’Académie des sciences, il est titulaire de la National Medal of Science, du prix Enrico Fermi et du Japan Prize.