Premio Nobel de Química para el desarrollo de baterías de ion litio

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

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Los investigadores Stanley Whittingham, John Goodenough y Akira Yoshino recibirán el Premio Nobel de Química de 2019 por el desarrollo de baterías de ion litio. La Fundación Nobel ha anunciado que las baterías de ion litio han revolucionado nuestras vidas. Gracias a ellos, han abierto el camino hacia una sociedad sin cables y sin combustibles fósiles.

Las baterías de ion litio se utilizan actualmente desde teléfonos móviles hasta vehículos eléctricos. Son ligeros, recargables y potentes. De este modo, son muchos los avances que han traído a la sociedad: en primer lugar, toda la electrónica portátil se alimenta con ellos en el mundo; también han servido para desarrollar coches eléctricos de gran alcance; y, además, han servido para almacenar energía procedente de fuentes renovables, como el sol y el viento.En opinión de la Fundación, todos estos ámbitos eran necesarios para que este tipo de baterías potentes, capaces de almacenar grandes cantidades de energía, fueran realmente exitosas.

La inestabilidad del litio, su fortaleza

El litio es un metal. Es un elemento muy inestable -hay que guardarlo en aceite para que no reaccione con el aire-, con un solo electrón alrededor del núcleo, que tiende a dejar el litio para ir a otro átomo. Así se forman los iones de litio, cuando quedan cargados positivamente, y son mucho más estables que el litio propiamente dicho.

Esta inestable reactividad del litio es, sin embargo, su fortaleza.Stanley Whittingham aprovechó esta tendencia del litio a liberar el electrón al crear la primera batería funcional de litio. La creciente preocupación por la escasez de petróleo provocó la entrada de la industria petrolera en la investigación energética. Exxon acogió a algunos de los investigadores más importantes en el campo de la energía, ofreciendo una gran cantidad de dinero y libertad de investigación. Entre ellos, el investigador inglés Stanley Whittingham. Así lo creó, mientras investigaba materiales superconductores, la primera batería con cátodo de disulfuro de titanio y ánodo de litio metálico. Obtuvo una batería de alto potencial, que generaba dos voltios, pero no era estable.

En 1980, John Goodenough duplicó el potencial de la batería al encontrar condiciones que hicieron la batería mucho más potente. Preveía un mayor potencial de la batería sustituyendo el sulfuro metálico por un óxido metálico. Y demostró que con óxido de cobalto, intercalando iones de litio, la batería podía generar hasta cuatro voltios.

 

En 1985, Akira Yoshino sustituyó el litio puro de la batería por iones de litio. La ventaja de las baterías de ion litio es que no se basan en reacciones químicas que descomponen los electrodos, sino en iones de litio que se mueven entre el ánodo y el cátodo. Su resultado fue una batería muy ligera y resistente, que podía ser recargada cientos de veces, sin que se deteriore su rendimiento. Así consiguió que la batería fuera realmente útil y vendible.

La Fundación Nobel ha reconocido que los tres investigadores han aportado mucho a la sociedad. Declaran haber creado un "mundo recargable".