John Goodenough postao je jedan od najcjenjenijih znanstvenika na svijetu kad je 1980. usavršio litij-ionsku bateriju koja je postala jedan od temelja digitalne revolucije, a koja se danas nalazi u svemu; od pametnih telefona do laptopa.
Sada, gotovo četrdeset godina kasnije, sa svojim timom na Sveučilištu Teksas u Austinu radi na novom izumu, super-bateriji kojom želi, prije nego što umre, zauvijek uništiti fosilna goriva
John Goodenough mislio je da ima sve moguće kvalifikacije kada je u ljeto 1946. godine u upisnom uredu Sveučilišta u Chicagu birao koje će točno kolegije slušati na diplomskom studiju fizike. Već je bio diplomirao matematiku na Yaleu, bio je među najboljim studentima u generaciji, a u posljednjih godinu i nešto stekao je nenadmašnu praksu na azorskom otočju, gdje je bio mornarički časnik u Drugom svjetskom ratu.
No kada je vidio sve te reference, jedan od profesora koji je bio zadužen za nadzor upisa hladno ga je pokušao spustiti na zemlju: “Pa dobro, zar ti ne shvaćaš da je svatko tko je napravio nešto značajno na polju fizike to postigao kad je imao manje godina nego što ti imaš sada?” Goodenoough je samo slegnuo ramenima i nastavio ispunjavati svoj formular, na vrhu kojeg je pisalo i koliko točno godina ima – bile su mu, naime, 23. Bio je to prvi put da se tema dobi spomenula vezana uz karijeru Johna Goodenougha, jer će ga taj lajtmotiv pratiti sve do današnjeg dana, kada ima 94.
Baterija koju je razvio nalazi se u laptopima i mobitelima
Od toga dana u Chicagu proći će još 34 godine da Goodenough ostvari najveći uspjeh svoje karijere: imao je 57 kada je patentirao jednu od glavnih komponenti za litij-ionsku bateriju i time postavio ključne temelje u digitalnoj revoluciji kakvu poznajemo danas i koje ne bi bilo bez tih baterija, koje se danas nalaze u svemu; od pametnih telefona do laptopa. A danas, skoro četrdeset godina kasnije, Goodenough sa svojim timom radi na novom izumu, super-bateriji koja bi imala puno veći kapacitet i omogućila pravi proboj električnih automobila u mainstream. On je genijalan znanstvenik, marljiv radnik i, kako tvrde oni koji ga poznaju, dobar čovjek ludo smiješnog smijeha. Trenutno je vodeći znanstvenik na Sveučilištu Teksas u Austinu.
No, gospodin Goodenough odrastao je u jednom drugom vremenu. Svijet je, kad je on počeo stvarati, izgledao potpuno drugačije. Nije bilo interneta, koristio se kućni telefon ako ste si ga mogli priuštiti, nije bilo frižidera nego su se koristili spremnici za hlađenje ispunjenim ledom koji bi se donosio s hladnih vrhova planina. Vozio se Fordov Model A, bilo je manje cesti nego danas, ljudi su umirali od danas lako izlječivih sezonskih bolesti, ali ekonomska kriza je i tada bila prisutna.
Za sebe kaže da je bio loš učenik. ‘Jednostavno rečeno, nisam bio pametan’. Međutim, John je zapravo patio od disleksije, ali tada, dvadesetih godina prošlog stoljeća, nije bilo nikakvih spoznaja o disleksiji. Kako bi se natjerao da što bolje uči, John je pisao sažetke onoga što je čitao
John je djetinjstvo proveo u gradu New Haven, u ruralnom dijelu savezne države Connecticut na istočnoj obali SAD-a. Otac Erwin bio je profesor povijesti na prestižnom Sveučilištu Yale, majka Helen je bila kućanica, ali su živjeli u braku bez ljubavi. “Tad se ljudi nisu razvodili”, komentirao je Goodenough u jednom ranijem intervjuu za službeni sajt svojeg matičnog faksa, objašnjavajući zašto je često izbivao iz kuće i išao u prirodu, gdje je istraživao biljke, kukce, guštere i sve opsesivno skupljao.
Roditelji su mu se stalno svađali, prvo je bježao u prirodu pa u školu
“Želio sam postati istraživač kad narastem”. Bio je drugo dijete svojih roditelja, uz starijeg brata Warda, ali kasnije u životu je saznao da ga zapravo roditelji nisu htjeli. Za sebe kaže da je bio loš učenik. “Jednostavno rečeno, nisam bio pametan”. Međutim, prava priča je kompliciranija od toga. John je patio od disleksije i imao je problema s učenjem, ali tada, dvadesetih godina prošlog stoljeća, nije bilo nikakvih spoznaja o disleksiji i učenici poput njega nisu dobivali prilagođen nastavni program, nego etiketu glupana. Kako bi se natjerao da što bolje uči, John je pisao sažetke onoga što je čitao i samog sebe naučio pisati u kurzivu. To mu je pomoglo. Kad je imao 12 godina, roditelji su zaključili da ga trebaju poslati u internat, u nadi da će to srediti njegove probleme s učenjem.
Poslali su ga u skupi i ekskluzivni Groton u susjednom Massachusettsu, a njemu nije bilo žao napustiti roditeljski dom: “Dobro mi je došao odmor od slušanja kako se moji roditelji svađaju”, prisjeća se. Vježbanje pisanja ga je zapravo spasilo. Morao je proći test kako bi ga primili u internat, i do danas Goodenough nije posve siguran kako mu je to uspjelo. Kad je došao u Groton trudio se intenzivno učiti, ali disleksija ga je i dalje mučila. Počeo je pjevati u crkvenom zboru pa je tako otkrio spiritualnost. Danas će za sebe reći da je znanstvenik koji je produhovljen, nekako je uspio spojiti znanost s vjerom. “Postoje dvije vrste znanja; spiritualno i znanstveno. Za oboje ima mjesta”.
Išlu mu je na živce što svi misle da je prestar, pa je odlučio biti najbolji
Uspio je i završiti program internata i pripremiti se za faks, a upisao je Yale na kojem je njegov otac bio aktivan povjesničar, samo nije odabrao isti smjer. “Volio sam brojeve”, kaže jednostavno objašnjavajući zašto je upisao matematiku. Do tada je već bio savladao disleksiju i nakon četiri godine diplomirao je matematiku summa cum laude. Međutim, tada je izbio Drugi svjetski rat i John je bio mobiliziran. Rat je proveo u mornarici, gdje je dogurao do čina satnika. Tu ga je pronašao telegram s instrukcijama da odmah dođe u Washington.
Naime, vojni ured za obrazovanje utvrdio je da im je ostalo previše novca u budžetu pa su to odlučili uložiti na fakultetsko obrazovanje za 21 časnika. Goodenough je bio jedan od odabranih, po preporuci jednog od profesora s Yalea. Goodenough nikada nije saznao zbog čega je preporuku dobio baš on, ali nije ni postavljao previše pitanja, nego je ponuđeno odmah zgrabio. Odabrao je Odsjek za fiziku Sveučilišta u Chicagu. Budući da mnogi profesori nisu vjerovali u tipa koji se drznuo baviti fizikom u tako poznoj dobi od 23 godine, odlučio je biti najbolji mogući student.
Nije pio, nije pušio, volio je rano ustajati, učiti i raditi na sebi, zanimao se i za filozofiju. Tamo je upoznao svoju srodnu dušu, Irene Wiseman, s kojom bi provodio sate diskutirajući o znanosti, ali i spiritualnosti; vjenčali su se tijekom studija. Još uvijek su zajedno. Trebalo mu je šest godina da dogura do doktorata, a odmah nakon što je zaslužio titutlu ponudili su mu posao u Bostonu, na prestižnom Massachusetts Institute of Technology. Irene je išla s njim, jer su uvijek bili tandem. Zajedno su i danas, 64 godine kasnije.
Dobio je poziv s MIT-a da se uključi u njihov informatički program
“Neki od nas su kao kornjače, treba nam vremena da izađemo iz ljušture, i možda nismo shvatili sve što smo trebali prije nego što smo napunili 30 godina, ali baš kao kornjače, trebamo nastaviti polako gurati naprijed”, kazao je Goodenough u intervjuu za New York Times. Oduvijek je vjerovao da godine nisu bitne i da starenje nikoga ne bi trebalo obeshrabriti. Ali, jednako tako je uvjeren da ako osjećaš da imaš neku misiju u životu, ne moraš ići u mirovinu, već do kraja iskoristiti svoj život.
Kao vrhunskog matematičara i fizičara koji je imao afinitet prema kemiji, na MIT su ga zvali da se pridruži njihovom informatičkom programu koji je radio na razvoju bolje metode pohrane podataka. Čitava stvar je tada bila u povojima: kompjuteri su bili ogromni, ispunjavali su čitave prostorije, za pohranu su koristili vakuumske cijevi, a svaki ih je imao dovoljno da “ispuni plesnu salu”, prisjeća se Goodenough. Memorija je, osim toga, bila frustrirajuće spora. Nedugo nakon što je došao na MIT, tim je predstavio memoriju s magnetskom jezgrom, mnogo bržu, pouzdaniju i kompaktniju vrstu računalne pohrane podataka. To je postao zlatni standard za računalnu memoriju sve do 1970-ih godina, kada su stvar preuzeli poluvodiči.
‘Neki od nas su kao kornjače, treba nam vremena da izađemo iz ljušture, i možda nismo shvatili sve što smo trebali prije nego što smo napunili 30 godina, ali baš kao kornjače, trebamo nastaviti polako gurati naprijed’, kaže. Oduvijek je vjerovao da godine nisu ni najmanje bitne
Želja za napretkom je ono što ga je uvijek guralo naprijed, a njegov adut kao fizičara bilo je korištenje kemije u istraživanjima. “Kad sam bio student u Indiji, imali smo udžbenik iz kemije ‘Magnetizam i kemijske veze’, koji smo zvali ‘Biblija’. Znate li tko je napisao tu knjigu? Goodenough”, kaže Arumugam Manthiram, kojem je 94-godišnjak danas mentor na Sveučilištu Teksas gdje se nalaze obojica. Dok se Goodenough fokusirao na kompjutersku memoriju, događao se i razvoj baterija. Svoje korijene vuku iz sredine 19. stoljeća, kada su izumljene baterije bazirane na olovu i sumpornoj kiselini.
Odlučio je izumiti bateriju koja će zamijeniti benzin
Početkom 20. električni auti koji energiju crpe iz baterija ne samo da su bili realnost, nego su se ravnopravno borili s motorima na unutarnje izgaranje da postanu standard u automobilskoj industriji – štoviše, činilo se da su superiorni. Električni auti su bili tihi i lagano pokretljivi, ali su imali problem malog kapaciteta i dosega. Motori na naftne derivate su bili bučni i prljavi, a vozače su izluđivale ručne kurble za paljenje. No čitava serija inovacija za motore s unutarnjim izgaranjem – uključujući i električni starter – odveo ih je u budućnost, a električni su automobili u sljedećim desetljećima bili samo ekscentrična crtica iz prošlosti.
Sve do šezdesetih, točnije, kada se Ford odlučio vratiti nazad na razvijanje električnog auta. Godine 1966. godine Ford je objavio da razvija bateriju koja može pohraniti petnaest puta više energije od dotadašnjih. Ljudi su već tada počeli obraćati pažnju na smog i zagađivanje prirode, stoga je razvoj ove baterije kao izvora čiste energije privukao interes javnosti. Ford je tvrdio da se baterija treba puniti samo jedan sat i nakon toga auto može voziti 320 kilometara. No mana joj je bila to što stvara toplinu od 300 stupnjeva Celzija, previše za bilo kakvu primjenu u automobilu, i dok je Goodenough došao do sljedećeg bitnog pomaka u karijeri, ova Fordova baterija je i dalje bila samo prototip.
Njegova supruga Irene uvijek je svugdje išla s njim
Kad su mu 1972. godine ponudili posao na Sveučilištu u Teheranu, ozbiljno je razmišljao o selidbi na drugi kontinent. Ali, pošto se i danas vodi motom da “uvijek treba slušati suprugu” – a njegova Irene ga je savjetovala da ne ide u Iran – Goodenough je otišao u Oxford. Godinu dana kasnije, kad je izbila naftna kriza zbog napetih odnosa na Bliskom istoku, znao je da mu je žena bila u pravu. Irene je uvijek išla s njim, tako i u Oxford. Kao par fizičara posjećivali su konferencije po svim kontinentima i zajedno vidjeli Kyoto, Bangkok, Grenoble, Barcelonu, New Delhi… “Ma, vidjeli smo čitav svijet zajedno”, kroz smijeh je pričao Goodenough u intervjuu za sajt svojeg teksaškog sveučilišta.
Dok je bio u Oxfordu, kaže, lokalnim kolegama osobito je bilo zanimljivo njegovo prezime. Goodenough znači ‘dovoljno dobar’, i nakon malo istraživanja, objasnili su mu da je to srednjevjekovno ime koje zapravo označava nekoga tko izbjegava plaćanje poreza. John ništa nije izbjegavao, uvijek je bio odgovoran i strog, ali dobronamjeran. “On je uvijek nasmiješen i spreman pomoći”, kaže njegov štićenik Manthiram. I dobro da nije išao u Teheran, jer je Iran bio jedna od bliskoistočnih zemalja koje su Americi udarile embargo na gorivo, što je i dovelo do krize koja je trajala godinu dana. A dobra stvar koja je izašla iz te krize jest fokusiranje znanosti na razvoj alternativnih goriva, i tako se ponovno aktivirala priča o električnom autu koji bi pokretala baterija.
Na stvaranju stabilne litij-ionske baterije radio je šest godina
Goodenough nije bio uključen u početak ovog istraživanja, to je odradio jedan drugi znanstvenik, Stan Whittingham, kojeg je naftni div Exxon doveo sa Sveučilišta Stanford da im razvije novu bateriju. Whittingham je doista uspio, izumio je litij-ionsku bateriju, koja je stavljena u uporabu 1976. godine. Samo, ta njegova baterija nije bila ni blizu ovih plastično-metalnih malih pločica kakve danas koristimo. Njegova litij-ionska baterija bila je nestabilna i toliko se pregrijavala kada bi došla do punog kapaciteta da bi iznenada eksplodirala. “Nitko ne želi tako nešto opasno ispod haube”, priča Goodenough, koji je potaknut Whittinghamovim istraživanjima odlučio usavršiti litij-ionsku bateriju.
Često je putovao, radio bi na nekoliko projekata odjednom, ali u svojem laboratoriju u Oxfordu odlučio se baciti na zahtjevan zadatak stvaranja stabilne litij-ionske baterije, koja bi držala više energije od Whittinghamove, a ne bi bila tako nestabilna. Sa svojim timom, Goodenough se bacio na usavršavanje Whittinghamove baterije, i fokusirali su se na korištenje metalnih oksida, uvjereni da će tako naći manje eksplozivno, sigurnije rješenje. Uspjeh nije došao preko noći – trajalo je šest godina rada.
Da je patent, recimo, prodao Sonyju sad bi bio milijarder
Tada, 1980. godine, uspjeli su stvoriti kompaktnu litij-ionsku katodu, koja bi nakon ugradnje u bateriju mogla energijom opskrbljivati i kompaktne i relativno velike uređaje. Takva baterija držala bi dva do tri puta više energije od bilo koje druge punjive baterije, što znači da bi mogla biti manja. To ju je činilo superiornom bilo čemu što je tada bilo na tržištu. Goodenough, inače, nije postao ni bogat ni slavan, jer je Oxford smatrao da ne treba držati patente na svoje ime. Umjesto toga, znanstvenik je prepisao prava na laboratorij društva Atomic Energy Research Establishment. “Tako je to u znanstvenom svijetu, kad dođeš do nekog novog otkrića ili izuma, znaju proći godine i godine dok ne shvatimo koliko je to otkriće bitno”.
Drugi su nastavili razvijati litij-ionske baterije, ali bez nekog uspjeha. Sve do 1991. godine, kada je kemičar Akira Yoshino za Sony uspješno usavršio bateriju i Goodenoughovoj kobalt-oksidnoj katodi dodao karbonsku anodu i tako napravio najveći korak do sad u svijetu razvoja baterija, stvorivši tanku, kompaktnu litij-ionsku bateriju, ono što imamo danas. Sony je novu tehnologiju upotrijebio prije svega za razvoj kompaktnih videorekordera koji su do tada koristile masivne baterije. Sad su se kamere smanjile, postale jeftinije, i krenula je doista masovna proizvodnja. Da je patent prodao Sonyju, Goodenough bi sad bio milijarder.
Obama mu je uručio Državno odlikovanje za znanost
Njegovi kolege znaju reći da je posve besmisleno što Goodenough zbog svoje verzije litij-ionske baterije nikad nije osvojio Nobelovu nagradu. Često ga nominiraju. Jer, on je zapravo izumio prvu bateriju sa litij-ionskim katodama koja je malih dimenzija, brzo se puni, a jednako kvalitetno može pokretati manje elektronske uređaje, kao i one velike. Zato barem Kraljevsko društvo kemičara Ujedinjenog kraljevstva od 2009. svake godine istaknutim znanstvenicima dodjeljuje nagradu koja nosi njegovo ime, a iste godine Goodenough je osvojio nagradu Enrico Fermi za životno djelo. Četiri godine kasnije, tadašnji američki predsjednik Barack Obama uručio mu je Državno odlikovanje za znanost.
John i dalje radi. Kaže kako nama, ljudskom rodu, nije ostalo previše vremena na ovom planetu ako se ne maknemo od prljavih goriva i prebacimo na čistu energiju koja neće zagađivati okoliš. Dok mnogi polažu nade u Elona Muska i njegova otkrića oko Tesle, Goodenough je skeptičan i smatra da litij-ionske baterije kakve imamo danas ipak nisu dovoljno stabilne ni iskoristive da bismo ih mogli koristiti kao glavni izvor energije za prijevozna sredstva. Najvažnije od svega, misli da je to preskupo i da s cijenom od nekih 80 do 100 tisuća dolara za auto Musk cilja samo na bogate klijente, a električni auto mora biti dostupan svima.
“Supruzi Irene prije nekoliko godina dijagnosticirana je Alzheimerova bolest. Njih dvoje žive sami, John se o njoj brine svakodnevno, hrani je, još uvijek joj piše ljubavne pjesme, kupuje cvijeće i ostavlja nježne poruke. Kad nije s njom onda je u laboratoriju gdje radi na svom idućem velikom izumu
Goodenoughu je bitno da izumi nešto što će zapravo popraviti svijet, a superbaterija na kojoj trenutno radi mogla bi spasiti svijet. Na sveučilištu u Austinu vodi tim mladih znanstvenika koji skupa s njim u laboratoriju pokušavaju doći do nove superbaterije koja treba biti čvrsta, lagana i jeftina pa zato ciljaju na to da glavni materijal bude staklo. U tome im pomaže portugalska fizičarka Maria Helena Braga, izumiteljica vrste stakla koje može zamijeniti elektrolite u baterijama. Goodenough je otkrio njezin rad prije dvije godine i odmah ju je zvao za pomoć. Jer, svjestan je da ni njemu nije ostalo dugo vremena, a dok je živ želi napraviti što više i osloboditi nas ovisnosti o fosilnim gorivima.
Još uvijek svaki dan ide u laboratorij i brine se o bolesnoj supruzi
Svaki dan John Goodenough ustaje rano i odlazi raditi na fakultet, gdje ima ured na devetom katu glavne zgrade, prostoriju ispunjenu knjigama i papirima, sa zidovima prekrivenim diplomama i plaketama, ali i slikom Posljednje večere. John ipak vjeruje u duhovni svijet, kaže da mu to daje inspiraciju i snagu. Kad nije tamo, ili doma, nalazi se u svom laboratoriju. Kod kuće živi sa svojom Irene. Nažalost, njoj je prije nekoliko godina dijagnosticirana Alzheimerova bolest, tako da je postepeno gubi.
“Nikad nismo imali djece, mi smo jedno drugome sve što imamo, i ja joj svaki dan moram dati do znanja da je volim”, kaže doktor znanosti i priča kako bez obzira na njezinu bolest i dalje slave rođendane i godišnjice braka, a on joj još uvijek piše ljubavne pjesme, kupuje cvijeće i ostavlja nježne poruke, i dalje zajedno večeraju, ali on je mora hraniti. Kad ga netko pita kad će završiti svoj životni rad, Goodenough jednostavno kaže: “Neću ići u mirovinu”. Stalno ponavlja kako je jedino bitno gurati naprijed, makar bili spori kao kornjača. “Hej, sa 94 godine, više te nije briga hoćeš li zadržati posao”, objašnjava kroz smijeh, dok nastavlja raditi na svom revolucionarnom izumu. piše
