Premi Nobel de Química per al desenvolupament de bateries d'ió liti

2019/10/09 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Sariak
• Kimika

Els investigadors Stanley Whittingham, John Goodenough i Akira Yoshino rebran el Premi Nobel de Química de 2019 pel desenvolupament de bateries d'ió liti. La Fundació Nobel ha anunciat que les bateries d'ió liti han revolucionat les nostres vides. Gràcies a ells, han obert el camí cap a una societat sense cables i sense combustibles fòssils.

Les bateries d'ió liti s'utilitzen actualment des de telèfons mòbils fins a vehicles elèctrics. Són lleugers, recarregables i potents. D'aquesta manera, són molts els avanços que han portat a la societat: en primer lloc, tota l'electrònica portàtil s'alimenta amb ells en el món; també han servit per a desenvolupar cotxes elèctrics de gran abast; i, a més, han servit per a emmagatzemar energia procedent de fonts renovables, com el sol i el vent.En opinió de la Fundació, tots aquests àmbits eren necessaris perquè aquest tipus de bateries potents, capaços d'emmagatzemar grans quantitats d'energia, anessin realment reeixides.

La inestabilitat del liti, la seva fortalesa

El liti és un metall. És un element molt inestable -cal guardar-lo en oli perquè no reaccioni amb l'aire-, amb un sol electró al voltant del nucli, que tendeix a deixar el liti per a anar a un altre àtom. Així es formen els ions de liti, quan queden carregats positivament, i són molt més estables que el liti pròpiament dit.

Aquesta inestable reactivitat del liti és, no obstant això, la seva fortalesa.Stanley Whittingham va aprofitar aquesta tendència del liti a alliberar l'electró en crear la primera bateria funcional de liti. La creixent preocupació per l'escassetat de petroli va provocar l'entrada de la indústria petroliera en la recerca energètica. Exxon va acollir a alguns dels investigadors més importants en el camp de l'energia, oferint una gran quantitat de diners i llibertat de recerca. Entre ells, l'investigador anglès Stanley Whittingham. Així ho va crear, mentre investigava materials superconductors, la primera bateria amb càtode de disulfur de titani i ànode de liti metàl·lic. Va obtenir una bateria d'alt potencial, que generava dos volts, però no era estable.

En 1980, John Goodenough va duplicar el potencial de la bateria en trobar condicions que van fer la bateria molt més potent. Preveia un major potencial de la bateria substituint el sulfur metàl·lic per un òxid metàl·lic. I va demostrar que amb òxid de cobalt, intercalant ions de liti, la bateria podia generar fins a quatre volts.

 

En 1985, Akira Yoshino va substituir el liti pur de la bateria per ions de liti. L'avantatge de les bateries d'ió liti és que no es basen en reaccions químiques que descomponen els elèctrodes, sinó en ions de liti que es mouen entre l'ànode i el càtode. El seu resultat va ser una bateria molt lleugera i resistent, que podia ser recarregada centenars de vegades, sense que es deteriori el seu rendiment. Així va aconseguir que la bateria fos realment útil i vendible.

La Fundació Nobel ha reconegut que els tres investigadors han aportat molt a la societat. Declaren haver creat un "món recarregable".