Premiul Nobel pentru Chimie 2019 acordă o lume reîncărcabilă

Pe 9, Academia Regală Suedeză de Științe a acordat Premiul Nobel pentru Chimie din 2019 oamenilor de știință care au dezvoltat baterii cu litiu. Admirabile și indispensabile, ele sunt capabile să stocheze cantități considerabile de energie, inclusiv din surse solare și eoliene, indicând posibilitatea unei viitoare societăți libere de combustibili fosili.

Cercetările

Istoria bateriilor cu ioni de litiu a început în timpul așa-numitei crize a petrolului din anii 1970. Englezul Stanley Whittinham a cercetat gigantul Exxon pentru noile tehnologii care ar putea produce tehnologie energetică independentă de combustibilii fosili.

Cercetând superconductorii și descoperind un material extrem de bogat în energie, el a creat un nou tip de catod (electrod cu sursă de energie) într-o baterie de litiu. Acesta a fost realizat din disulfură de titan care, la nivel molecular, era capabil să cuprindă ioni de litiu în mod interschimbabil.

De asemenea, anodul (electrod pozitiv) a fost realizat din litiu, ceea ce a permis o eliberare puternică de electroni, dar, în ciuda faptului că este cel mai ușor metal de pe masa periodică, litiu este suficient de reactiv pentru a face bateria foarte explozivă, ceea ce o face inviabilă.

Îmbunătățirile

John Goodenough, care a devenit cel mai vechi laureat Nobel la 97 de ani, a pariat pe marele potențial al acelui catod timpuriu, dar cu schimbul de sulfuri metalice pentru oxizi. În 1980, el a putut să demonstreze că oxidul de cobalt poate dubla puterea bateriei la patru volți, ceea ce a deschis un câmp pentru baterii mai puternice.

Folosind tehnologia Goodenough, japonezul Akira Yoshino a creat, în 1985, prima baterie viabilă de litiu-ion. Dar în loc să folosească litiu reactiv la anod, l-a înlocuit cu coca de petrol, un derivat bogat în carbon care are proprietatea de a intercala ionii de litiu.

Rezultatul a fost o baterie ușoară, robustă, reîncărcabilă de sute de ori înainte ca performanțele sale să se deterioreze. Marele avantaj al bateriilor cu ioni de litiu este că acestea nu se bazează pe reacții chimice care afectează electrozii, ci pe ionii de litiu care curg înainte și înapoi între anod și catod.