Premi Nobel de Química 2019: Les bateries de ions liti

Fa poc parlava de les característiques del Liti i, casualitats de la vida, ara van i concedeixen el Premi Nobel de Química als tres investigadors que van treballar per desenvolupar les bateries de ions liti. Sí, sí. Les que fa servir el mòbil o l’ordinador amb el que estàs llegint això, o les que farà servir aquell cotxe elèctric que algun dia tindrem.

Fer servir bateries per emmagatzemar energia és una idea d’allò més antiga. Les bateries dels cotxes, fetes amb plom i que es van recarregant mentre el vehicle circula, ja es van desenvolupar a finals del segle XIX, de manera que la idea ve de lluny. Però el plom… doncs això, és plom i pesa un munt. Si vols fer alguna cosa pràctica i lleugera, el plom és una opció molt poc interessant.

Als anys setanta, l’Stanley Whittingham estava treballant en materials que presentaven una interessant particularitat. Eren sòlids, però en la matriu dels àtoms que els formaven hi havia prou espais buits com per permetre que s’hi intercalessin ions de diferents tipus. La presència d’aquests ions podia modificar algunes propietats del material i una que va resultar particularment útil era que podia emmagatzemar una quantitat prou elevada d’energia. Primer ho va fer amb diferents elements, però aviat va veure que una combinació molt bona era fer servir una matriu de disulfur de titani per constituir el càtode de la bateria, mentre que els ions que anirien a intercalar-se havien de ser de liti. La gràcia del liti és que és lleuger i genera molta energia fàcilment. El motiu és que és un dels àtoms més petits; només té tres electrons i el tercer pot saltar molt fàcilment.

La cosa va anar encara millor quan va entrar en escena John Goodenough, que li va proposar de fer servir òxid de cobalt enlloc del disulfur de titani. Un canvi que augmentava la densitat de ions i pràcticament doblava l’energia que podia emmagatzemar la bateria.

I encara es va poder superar quan el japonès Akira Yoshino va afegir a l’ànode un tipus particular de molècula de carboni, el conegut com “coc de petroli”. Això també genera una mena de xarxa per la que flueixen els ions sense reaccionar amb res més. Un detall que n’augmenta la potència i sobretot n’allarga la durabilitat.

La cosa ja estava dada i beneïda i als anys noranta es van començar a fabricar de manera comercial les bateries que ara mantenen en funcionament la majoria dels aparells que ens envolten i que ens fan perdre l’oremus per recarregar-les. El que fem quan les carreguem és fer passar electrons pel sistema de manera que els ions de liti que havien anat a petar a la matriu d’òxid de cobalt retornin a l’ànode fet de coc de petroli. Quan tots han tornat a lloc, la bateria està recarregada i podem tornar a fer-la servir.

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús