Il Nobel per la Chimica 2019 premia Stanley Whittingham, John Goodenough e Akira Yoshino per lo sviluppo della batteria agli ioni di litio, leggera, ricaricabile e potente, capace di immagazzinare anche quantità significative di energia da fonti solari ed eoliche, per un futuro senza combustibili fossili.
di Fonte ENI
Le batterie agli ioni di litio sono utilizzate per alimentare dispositivi elettronici portatili in tutto il mondo oltre ad aver consentito lo sviluppo di auto elettriche a lungo raggio e lo stoccaggio di energia da fonti rinnovabili, come l’energia solare e eolica.
Le basi della batteria agli ioni di litio furono gettate durante la crisi petrolifera degli anni 1970. Stanley Whittingham sviluppò metodi che potessero condurre allo sviluppo di tecnologie energetiche indipendenti dai combustibili fossili. Iniziò dal condurre ricerche sui superconduttori e scoprì un materiale estremamente ricco di energia, con cui realizzò un innovativo catodo per batterie al litio. Si tratta del disolfuro di titanio che, a livello molecolare, è dotato di spazi in cui può ospitare ioni di litio.
L’anodo di questa batteria era parzialmente composta di litio metallico, particolarmente veloce nel rilasciare elettroni. La nuova batteria era quindi letteralmente dotata di un grande potenziale, poco più di due volt. Ciononostante, il litio è particolarmente reattivo e la batteria risultò troppo esplosiva per essere utilizzabile.
John Goodenough predisse che il catodo avrebbe potuto avere un potenziale ancora maggiore se realizzato utilizzando un ossido di metallo al posto di un solfuro. Dopo una ricerca sistematica, nel 1980 dimostrò, che l’ossido di cobalto con ioni di litio, può produrre fino a quattro volt. Si trattò di una svolta importante, da cui originarono batterie sempre più potenti.
Partendo dal catodo di Goodenough, Akira Yoshino creò la prima batteria agli ioni di litio commercialmente valida nel 1985. Invece di utilizzare il litio reattivo nell’anodo, utilizzò coke petrolifero, un materiale di carbonio che, come l’ossido di cobalto del catodo, può intercalare gli ioni litio.
Il risultato fu una batteria leggera e resistente, ricaricabile centinaia di volte prima che le sue prestazioni comincino a deteriorare. Il vantaggio delle batterie agli ioni di litio è che non si basano su reazioni chimiche che distruggono gli elettrodi, ma su ioni di litio che fluiscono avanti e indietro tra l’anodo e il catodo.
Le batterie agli ioni di litio hanno rivoluzionato la nostra vita sin dal loro primo ingresso sul mercato per la prima volta nel 1991. Sono il mattone di base di una società senza fili e libera dai combustibili fossili, un grande beneficio per l’umanità.
Immagine: The Nobel Prize
(lo)
