John B. Goodenough, M. Stanley Wittingham y Akira Yoshino han ganado el Premio Nobel de Química 2019 por desarrollar las baterías de ion-litio. Estas baterías, afirma la Academia Sueca en un comunicado, "han revolucionado nuestras vidas y se usan hoy en día para todo, desde los teléfonos móviles a los ordenadores portátiles y los coches eléctricos".

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"Mediante su trabajo, los ganadores del Premio Nobel de este año han sentado los cimientos de una sociedad inalámbrica y libre de combustibles fósiles", continúan. "A comienzos de la década de los 70, Stanley Whittingham empleó las enormes capacidades del litio para extraer su electrón exterior y desarrollar de este modo la primera batería funcional de litio".

En el contexto de la crisis petrolífera, el británico Whittingham trabajó en métodos que podrían conducir a energías 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. Se trataba del disulfuro de titanio que tiene espacios a nivel molecular para albergar e 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 duplicó el potencial de la batería de litio, creando las condiciones apropiadas para desarrollar una batería mucho más poderosa y útil", prosigue la Academia. "Akira Yoshino logró eliminar el litio puro de la batería para basarla íntegramente en iones de litio, que son más seguros que el litio puro. Esto hizo que fueran utilizables en la práctica".

El estadounidense 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 este cátodo como base, el japonés 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.

"Las baterías de ion de litio se usan a nivel global para alimentar los dispositivos portátiles con los que nos comunicamos, trabajamos, estudiamos, escuchamos música e investigamos en busca de conocimiento. También han permitido desarrollar coches eléctricos de larga distancia y el almacenamiento de energía fruto de fuentes renovables, como la solar y la eólica", concluye el jurado del Nobel.

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