Stanley Whittingham, John Goodenough y Akira Yoshino han sido galardonados con el Premio Nobel de Química 2019 por desarrollar la batería de iones de litio. (Fuente de la imagen: Nobel Media)

El Premio Nobel de Química 2019 ha sido otorgado a Stanley Whittingham, John Goodenough y Akira Yoshino por su desarrollo de la batería de iones de litio. Los tres científicos en sus respectivas carreras han configurado la que ahora es la batería más preferida en todos los dispositivos recargables, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y vehículos eléctricos. Estas baterías son livianas, recargables y potentes y, además de ser de tamaño compacto, pueden almacenar cantidades significativas de energía de la energía solar y eólica.

¿Qué ha aportado cada científico?

Stanley Whittingham

La base de las baterías de iones de litio se estableció en la década de 1970 durante la crisis del petróleo. Stanley Whittingham, un científico inglés-estadounidense, trabajó en el desarrollo de métodos mediante los cuales se pudieran hacer tecnologías libres de combustibles fósiles. Comenzó a investigar superconductores y descubrió un material altamente rico en energía, que utilizó para crear un cátodo innovador en una batería de litio. Este cátodo estaba hecho de disulfuro de titanio que, a nivel molecular, tiene espacios que pueden contener, intercalar, iones de litio. El ánodo de la batería estaba hecho parcialmente de litio metálico. Esto condujo a una batería que tenía un potencial de más de 2 voltios. Pero el litio metálico es reactivo y la batería era demasiado explosiva para ser utilizada.

John Goodenough

Alrededor de este tiempo, John Goodenough, un científico estadounidense, había predicho que un cátodo tendría un mayor potencial si se fabricara utilizando un óxido metálico en lugar de sulfuro metálico. En 1980, tras una búsqueda sistemática, Goodenough demostró que el óxido de cobalto con iones de litio intercalados podía producir hasta 4 voltios. Este fue un avance clave en el campo de las baterías y conduciría a la creación de baterías muy potentes.

Akira Yoshino

Utilizando el cátodo de Goodenough como base, el químico japonés Akira Yoshino fabricó la primera batería de iones de litio comercialmente viable en 1985. En lugar de utilizar litio reactivo en el ánodo, utilizó coque de petróleo, un material de carbono, que puede intercalar iones de litio como el cobalto del cátodo. óxido. Como resultado, se creó una batería ligera y resistente que podría cargarse cientos de veces antes de que se deteriorara el rendimiento de la batería. Las baterías de iones de litio tienen la ventaja de que no se basan en las reacciones químicas que descomponen los electrodos. En cambio, se basan en los iones de litio que fluyen de un lado a otro entre el ánodo y el cátodo de la batería.

Un personal de Panasonic Corp posa con una batería de iones de litio, que forma parte de los paquetes de baterías Modelo S y Modelo X de Tesla Motor Inc, frente al chasis de un Modelo S de Tesla durante una conferencia de prensa en el Centro Panasonic en Tokio, antes de el Salón del Automóvil de Tokio 2013 en 2013. (Reuters)

¿Cómo funciona una batería de iones de litio?

En la actualidad, hay cuatro componentes clave dentro de una batería de iones de litio: el cátodo que tiene litio en el electrodo positivo, el ánodo que contiene grafito en el electrodo negativo, un electrolito que actúa como catalizador y barrera de electrones, y un circuito externo por que se mueven los electrones. Cuando están en uso, los iones dentro de la batería se mueven del ánodo al cátodo obligando a los electrones a hacer lo mismo, en este proceso la energía se suministra al teléfono inteligente. Cuando se carga el teléfono, los iones y los electrones se mueven en un flujo inverso que va del cátodo de litio al ánodo de grafito donde se almacena la carga.

¿Dónde se usa toda la batería de iones de litio?

Desde que las baterías de iones de litio se lanzaron al mercado en 1991, han revolucionado la forma en que los humanos usan dispositivos portátiles. Hoy en día, las baterías de iones de litio se utilizan en casi todos los tipos de dispositivos, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, vehículos eléctricos, cámaras, relojes inteligentes y más.

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