Prix Nobel de chimie pour le développement de batteries ion-lithium

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

• Sariak
• Kimika

Les chercheurs Stanley Whittingham, John Goodenough et Akira Yoshino recevront le prix Nobel de chimie 2019 pour le développement de batteries ion-lithium. La Fondation Nobel a annoncé que les batteries ion-lithium ont révolutionné nos vies. Grâce à eux, ils ont ouvert la voie à une société sans câbles et sans combustibles fossiles.

Les batteries lithium-ion sont actuellement utilisées depuis les téléphones mobiles jusqu'aux véhicules électriques. Ils sont légers, rechargeables et puissants. De cette façon, les progrès qu'ils ont apportés à la société sont nombreux: tout d'abord, l'électronique portable est alimenté avec eux dans le monde; ils ont également servi à développer des voitures électriques puissantes; et, en outre, ils ont servi à stocker l'énergie provenant de sources renouvelables, comme le soleil et le vent.Selon la Fondation, tous ces domaines étaient nécessaires pour que ce type de batteries puissantes, capables de stocker de grandes quantités d'énergie, soient réellement efficaces.

L'instabilité du lithium, sa force

Le lithium est un métal. C'est un élément très instable - il faut le garder dans l'huile pour qu'il ne réagisse pas avec l'air -, avec un seul électron autour du noyau, qui tend à laisser le lithium pour aller à un autre atome. Ainsi se forment les ions de lithium, lorsqu'ils sont chargés positivement, et ils sont beaucoup plus stables que le lithium proprement dit.

Cette réactivité instable du lithium est cependant sa force. Stanley Whittingham a profité de cette tendance du lithium pour libérer l'électron en créant la première batterie au lithium fonctionnelle. La préoccupation croissante pour la pénurie de pétrole a provoqué l'entrée de l'industrie pétrolière dans la recherche énergétique. Exxon a accueilli certains des chercheurs les plus importants dans le domaine de l'énergie, offrant beaucoup d'argent et de liberté de recherche. Parmi eux, le chercheur anglais Stanley Whittingham. C'est ce qu'il créa, tout en recherchant des matériaux supraconducteurs, la première batterie à cathode disulfure de titane et anode au lithium métallique. Il a obtenu une batterie à fort potentiel, qui générait deux volts, mais n'était pas stable.

En 1980, John Goodenough a doublé le potentiel de la batterie en trouvant des conditions qui ont rendu la batterie beaucoup plus puissante. Il prévoyait un plus grand potentiel de la batterie en remplaçant le sulfure métallique par un oxyde métallique. Il a montré qu'avec de l'oxyde de cobalt, intercalant des ions lithium, la batterie pouvait générer jusqu'à quatre volts.

 

En 1985, Akira Yoshino a remplacé le lithium pur de la batterie par des ions au lithium. L'avantage des batteries ion-lithium est qu'elles ne sont pas basées sur des réactions chimiques qui décomposent les électrodes, mais sur des ions lithium qui se déplacent entre l'anode et la cathode. Son résultat était une batterie très légère et résistante, qui pouvait être rechargée des centaines de fois, sans détériorer ses performances. Ainsi la batterie a été vraiment utile et vendable.

La Fondation Nobel a reconnu que les trois chercheurs ont apporté beaucoup à la société. Ils déclarent avoir créé un "monde rechargeable".