Las baterías de iones de litio: Nobel de Química

Tecnología omnipresente

John B. Goodenough, Akira Yoshino y M. Stanley Whittingham son los ganadores del Premio Nobel de Química 2019. Así lo anunció este miércoles la Real Academia de las Ciencias de Suecia. Se les otorga el galardón por su trabajo en el desarrollo de las baterías de iones de litio. Estas baterías son omnipresentes en el mundo. Están en objetos tan cotidianos como nuestros teléfonos, dispositivos electrónicos o coches eléctricos.

Los ganadores del Premio Nobel de Química, John B. Goodenough, Akira Yoshino y M. Stanley Whittingham
Nuestro mundo recargable

«Este año el Nobel de Química tiene que ver con nuestro mundo recargable», declaró el secretario general de la Academia, Goran K. Hansson.

Cada uno de los tres galardonados ha jugado un papel crítico en la creación de estas baterías de iones de litio, declaró la Academia.

«Las baterías de iones de litio son utilizadas globalmente. Sirven para recargar dispositivos electrónicos portátiles que usamos para comunicarnos, trabajar, estudiar, escuchar música y buscar conocimiento». Eso anotó la Academia Sueca.

«También han permitido el desarrollo de autos eléctricos de largo alcance. Y el almacenamiento de energía a partir de fuentes renovables, como la solar y la eólica».

Goran K. Hansson, dijo que el desarrollo de estas baterías de iones de litio permiten «un mundo más sustentable».

Las baterías de litio son omnipresentes
Batería con gran potencial

Los fundamentos de las baterías de iones de litio fueron quedaron establecidos durante la crisis del petróleo en los 1970. Stanley Whittingham trabajaba en métodos que pudieran llevar a tecnologías energéticas que no dependieran de los combustibles fósiles.

Comenzó a investigar superconductores y descubrió un material extremadamente rico en energía, el cual utilizó para crear un innovador cátodo en una batería de litio.

Estaba hecho de disulfuro de titanio que, a nivel molecular, tiene espacios que pueden albergar -e intercalar- iones de litio. El ánodo de la batería estaba hecho parcialmente de litio metálico, cuyo fuerte impulso puede liberar electrones.

Esto resultó en una batería que literalmente tenía un gran potencial, de un poco más de dos voltios. Sin embargo, el litio metálico es reactivo y la batería era demasiado explosiva y poco segura para ser viable.

John Goodenough entonces predijo que el cátodo podría tener un potencial aún mayor si estuviera hecho de óxido metálico en lugar de sulfuro metálico.

Después de una búsqueda sistemática, en 1980 demostró que el óxido de cobalto con iones de litio intercalados podía producir hasta cuatro voltios.

Este fue un avance importante y conduciría a baterías mucho más potentes.

Akira Yoshino es uno de los ganadores del Premio Nobel de Química
La revolución

Con el cátodo de Goodenough como base, Akira Yoshino creó en 1985 la primera batería de iones de litio comercialmente viable.

En lugar de usar litio reactivo en el ánodo, utilizó coque de petróleo, un material de carbono que, como el óxido de cobalto del cátodo, puede intercalar iones de litio.

El resultado fue 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 están basadas 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.

Desde que llegaron al mercado en 1991, las baterías de litio han revolucionado nuestras vidas.

Han creado las bases para una sociedad inalámbrica, libre de combustibles fósiles, y han sido de enorme beneficio para la humanidad.

Los galardonados

John B. Goodenough, de 97 años, es la persona de más edad que gana un premio Nobel.

Nació en Jena, Alemania y actualmente es profesor de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Texas, Austin, Estados Unidos.

Stanley Whittingham nació en 1941 en Reino Unido. Y es profesor de química y director tanto del Instituto para la Investigación de Materiales y la Ciencia de Materiales y del programa de Ingeniería de la Universidad de Binghamton, que forma parte de la Universidad Estatal de Nueva York.

Y Akira Yoshino, nacido en Suita, Japón, es investigador honorario de la Corporación Asahi Kasei, en Tokio, y profesor de la Universidad Meijo, en Nagoya, Japón.

Los tres premiados compartirán el premio de US$900.000.

Fuente The Nobel Prize
Curiosidades relacionadas