Si tuviera que meter un par de baterías AA en su teléfono inteligente todas las mañanas para revisar su correo electrónico, navegar por Instagram y enviar mensajes de texto a sus amigos, es probable que la revolución móvil no hubiera sido tan revolucionaria. Afortunadamente, se inventó la batería recargable de iones de litio, una tarea de décadas por la cual tres hombres acaban de recibir el Premio Nobel de Química.
El premio de este año honra a M. Stanley Whittingham, John Goodenough y Akira Yoshino, quienes contribuyeron al desarrollo de lo que hoy es la forma más común de energía portátil. Sin ellos (y, por supuesto, aquellos con los que trabajaron y los que vinieron antes) estaríamos atados a fuentes de energía aún más inútiles y/o inútiles.
Las baterías de plomo-ácido habían estado en uso durante casi un siglo cuando la gente realmente pensó en llevar las cosas al siguiente nivel con litio, un metal liviano con propiedades eléctricas deseables. Pero el litio también es altamente reactivo con el aire y el agua, lo que dificulta encontrar sustancias adecuadas para combinarlo.
Los experimentos en los años 50 y 60 sentaron las bases para investigaciones más específicas, en particular las de Whittingham. Él y su compañero Fred Gamble demostraron en 1976 que los iones de litio, después de donar electrones para producir una carga, encajan perfectamente en una red de disulfuro de titanio, donde se sientan pacientemente (en sus “espacios de van der Waals”) hasta que se proporciona un electrón durante la recarga. Desafortunadamente, este diseño también usó un ánodo de litio que podría ser altamente reactivo (piense en el fuego) si se dobla o aplasta.
John Goodenough y su equipo pronto desarrollaron un mejor material de cátodo (donde descansaban los iones de litio) con un potencial mucho más alto: podría extraerse más energía, abriendo nuevas posibilidades para las aplicaciones. Esto, combinado con el hecho de que los ánodos metálicos de litio podrían ser altamente reactivos (piense en el fuego) si se doblan o aplastan, condujo a una mayor investigación sobre cómo hacer que las baterías sean seguras y útiles.
Batería Yoshino
En 1985, la investigación de Akira Yoshino condujo al descubrimiento de varios materiales (cuyos nombres no significarán nada para nadie sin conocimiento de dominio) que podrían funcionar tan bien como ser físicamente dañados y no causar ningún problema importante.
Desde entonces, se han realizado muchas, muchas mejoras, pero estos equipos presentaron los elementos esenciales de la tecnología. Y poco después de que se demostró que las baterías de iones de litio eran seguras, de gran capacidad y se podían recargar cientos de veces, se encontraron en computadoras portátiles, dispositivos médicos y, finalmente, en teléfonos móviles. Hoy, después de tres décadas más de mejoras, las baterías de litio están tomando gasolina como el medio de almacenamiento de energía elegido para el transporte humano.
Los tres académicos cuyo trabajo avanzó más poderosamente esta tecnología de la teoría a la realidad comercial recibieron partes iguales del Premio Nobel de Química de este año, cada uno llevándose a casa un tercio del millón y, lo que es más importante, la distinción de ser reconocido de manera histórica.