Los padres de las baterías ion-litio ganan el Premio Nobel de Química

Los científicos John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham y Akira Yoshino, han sido distinguidos con el Premio Nobel de Química 2019 por el desarrollo de las baterías de ion-litio.

Según el fallo del jurado, las baterías de iones de litio han revolucionado nuestras vidas desde que llegaron al mercado en 1991. Han sentado las bases de una sociedad inalámbrica,  libre de combustibles fósiles, y son de gran beneficio para la humanidad.

Esta batería ligera, recargable y potente ahora se usa en todo, desde teléfonos móviles hasta computadoras portátiles y vehículos eléctricos. También puede almacenar cantidades significativas de energía de la energía solar y eólica, haciendo posible una sociedad libre de combustibles fósiles.

Las baterías de iones de litio se utilizan a nivel mundial para alimentar los dispositivos electrónicos portátiles que utilizamos para comunicarnos, trabajar, estudiar, escuchar música y buscar conocimiento. Las baterías de litio también han permitido el desarrollo de automóviles eléctricos de largo alcance y el almacenamiento de energía de fuentes renovables, como la energía solar y eólica.

La base de la batería de iones de litio se sentó durante la crisis del petróleo en la década de 1970. El inglés 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.

Por su parte, el estadounidense 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.

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 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.