Kimikako Nobel saria, litio-ioizko bateriak garatu zituztenentzat

Stanley Whittingham, John Goodenough eta Akira Yoshino ikertzaileek jasoko dute 2019ko Kimikako Nobel saria, litio-ioizko bateriak garatzeagatik. Nobel Fundazioak aditzera eman du gure bizitzak irauli dituztela litio-ioizko bateriek. Haiei esker, kablerik gabeko eta erregai fosilik gabeko gizarte baterako bidea ireki dutela adierazi du. 

Telefono mugikorretatik hasi eta ibilgailu elektrikoetaraino erabiltzen dira gaur egun litio-ioizko bateriak. Izan ere, arinak, birkargagarriak eta indartsuak dira. Hala, asko dira gizartean ekarri dituzten aurrerakuntzak: hasteko, elektronika eramangarri guztia haiekin elikatzen da munduan; irismen handiko kotxe elektrikoak garatzeko ere balio izan dute; eta, gainera, iturri berriztagarrietatik lortutako energia biltegiratzeko balio izan dute, besteak beste eguzkitik eta haizetik lortutakoa. Fundazioaren ustez, esparru horiek guztiek behar-beharrezkoak zituzten energia-kantitate handiak biltegiratzeko gai diren halako bateria indartsuak, benetan arrakastatsu izateko.

Litioaren ezegonkortasuna, bere indar-gunea

Litioa metal bat da. Oso elementu ezegonkorra da -oliotan gorde behar da, ez dezan airearekin erreakzionatu-: elektroi bakarra du nukleoaren inguruan, eta hark joera handia du litioa utzi eta beste atomo batera joateko. Horrela sortzen dira litio-ioiak, positiboki kargatuta geratzen direnean, eta litioa bera baino askoz ere egonkorragoak dira.

Whittinghamen bateria Arg. Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Litioa ezegonkorra egiten duen erreaktibotasun hori bera da, ordea, bere indar-gunea. Stanley Whittinghamek litioak elektroia askatzeko duen joera hori aprobetxatu zuen litiozko lehenengo bateria funtzionala sortu zuenean. Petrolioaren eskasia kezka sortzen hasi zen ordurako, eta horrek eragin zuen petrolioaren industria indartsu sartzea energiaren alorreko ikerketan. Exxon enpresak energiaren alorreko ikertzaile garrantzitsuenetako batzuk hartu zituen, ikerketarako diru-kopuru eta askatasun handia eskainiz. Tartean, Stanley Whittingham ikertzaile ingelesa. Hala sortu zuen, material supereroaleak ikertzen ari zela, titanio disulfurozko katodoa eta litio metalikozko anodoa zuen lehen bateria. Potentzial handiko bateria lortu zuen -bi voltio sortzen zituen-, baina ez zen egonkorra.

Goodenoughen bateria Arg. Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

1980an, John Goodenoughek bateriaren potentziala bikoiztu egin zuen, bateria askoz ere indartsuagoa egin zuten baldintzak aurkitu baitzituen. Aurreikusi zuen bateriak potentzial handiagoa izango lukeela sulfuro metalikoaren ordez oxido metaliko bat jarrita. Eta frogatu zuen kobaltozko oxidoaz, litio-ioiak tartekatuta, baita lau voltio ere sor zitzakeela bateriak.

Yoshinoren bateria Arg. Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Eta, 1985an, Akira Yoshinok bateriako litio purua litio-ioiez ordezkatu zuen. Litio-ioizko baterien abantaila da ez direla oinarritzen elektrodoak deskonposatzen dituzten erreakzio kimikoetan, baizik eta anodoaren eta katodoaren artean mugitzen diren litio-ioietan. Haren emaitza bateria guztiz arina eta erresistente bat izan zen, ehunka aldiz karga zitekeena, bere errendimendua okertu gabe. Horrela lortu zuen bateria benetan erabilgarria eta salgarria izatea.

Nobel Fundazioak aitortu du hiru ikertzaileok ekarpen handia egin diotela gizarteari. "Mundu birkargagarri" bat sortu dutela adierazi dute.