El estadounidense John B. Goodenough, el británico Stanley Whittingham y el japonés Akira Yoshino, fueron galardonados por la Real Academia de las Ciencias de Suecia con el Premio Nobel de Química 2019, por ayudar a desarrollar la batería de iones de litio, la pila recargable que ahora usamos en básicamente todos los dispositivos móviles, desde teléfonos celulares hasta vehículos eléctricos, y que de acuerdo a la Academia “han sentado las bases de una sociedad inalámbrica y libre de combustibles fósiles”.
“Podemos ver un efecto enorme y dramático en la sociedad debido a esta batería fantástica”, dijo Olof Ramström, miembro del Comité Nobel, sobre el enorme impacto cotidiano del desarrollo de baterías de iones de litio, que fue galardonado este año.
“We can see an enormous, dramatic effect on society because of this fantastic battery.”
Olof Ramström, member of the Nobel Committee, on the huge, everyday impact of the development of lithium-ion batteries, which was awarded this year’s #NobelPrize in Chemistry. pic.twitter.com/l0QCZzkXyD
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 9, 2019
La base de la batería de iones de litio se sentó durante la crisis del petróleo en la década de 1970. Stanley Whittingham trabajó en el desarrollo de métodos que podrían conducir a tecnologías de energía libre de combustibles fósiles. Comenzó a investigar superconductores y descubrió un material extremadamente rico en energía, que utilizó para crear un cátodo innovador en una batería de litio. Esto fue hecho de disulfuro de titanio que, a nivel molecular, tiene espacios que pueden albergar, intercalar, iones de litio.
El ánodo de la batería estaba hecho parcialmente de litio metálico, que tiene un fuerte impulso para liberar electrones. Esto dio como resultado una batería que literalmente tenía un gran potencial, un poco más de dos voltios. Sin embargo, el litio metálico es reactivo y la batería era demasiado explosiva para ser viable.
John Goodenough predijo que el cátodo tendría un potencial aún mayor si se hiciera usando un óxido metálico en lugar de un sulfuro metálico. Después de una búsqueda sistemática, en 1980 demostró que el óxido de cobalto con iones de litio intercalados puede producir hasta cuatro voltios. Este fue un avance importante y conduciría a baterías mucho más potentes.
Con el cátodo de Goodenough como base, Akira Yoshino creó la primera batería de iones de litio comercialmente viable en 1985. En lugar de usar litio reactivo en el ánodo, usó coque de petróleo, un material de carbono que, como el óxido de cobalto del cátodo, puede intercalar iones de litio.
Así fue creada una batería ligera y resistente que podía cargarse cientos de veces antes de que su rendimiento se deteriorara. La ventaja de las baterías de iones de litio es que no se basan en reacciones químicas que descomponen los electrodos, sino en iones de litio que fluyen de un lado a otro entre el ánodo y el cátodo.
“La curiosidad fue la principal fuerza impulsora para mí – dijo Akira Yoshino quien desarrollo su trabajo en Asahi Kasei Corporation y la Universidad Meijo – Simplemente olfateé la dirección en que se movían las tendencias. Se podría decir que tenía un buen sentido del olfato”
