Oggi è stato assegnato il Nobel per la Chimica a John Goodenough, Stanley Whittingham e Akira Yoshino. Il loro merito? “Semplicemente” aver inventato le batterie agli ioni di litio ricaricabili. Se oggi state usando uno smartphone, un portatile o siete tra i possessori di un’auto elettrica, allora sappiate che dovete molto, se non tutto, a questo trio di luminari e tenaci ricercatori.
"Hanno creato un mondo ricaricabile" si legge sul sito ufficiale del Nobel. “Grazie al loro lavoro hanno dato vita alle condizioni per una società senza fili e libera dai combustibili fossili, portando un grande beneficio al genere umano".
“La batteria agli ioni di litio è leggera, ricaricabile e potente, ed è usata in qualsiasi cosa dai cellulari fino ai portatili per arrivare ai veicoli elettrici. Può inoltre immagazzinare elevate quantità di energia da fonti solari ed eoliche, il che rende possibile una società libera dai combustibili fossili”.
John B. Goodenough è nato nel 1922 a Jena, in Germania, quindi ha 97 anni. Ha lavorato negli Stati Uniti, a Chicago e ed Austin, presso la University of Texas. M. Stanley Whittingham è invece del 1941, 78 anni, ed è inglese. Akira Yoshino è il più giovane dei tre, solo 71 anni, ed è nato a Suita in Giappone. I tre si spartiscono in egual misura un premio di 9 milioni di corone svedesi, circa 820 mila euro, e avranno una medaglia d'oro e un diploma.
Il 10 dicembre (anniversario della morte di Alfred Nobel) potranno partecipare a Stoccolma a una cerimonia a cui presenzierà il re di Svezia.
Le batterie agli ioni di litio nascono durante la crisi petrolifera degli anni ‘70. Stanley Whittingham iniziò a fare ricerca sui superconduttori e scoprì un “materiale estremamente ricco di energia” che usò per creare un catodo innovativo per le batterie al litio. Si tratta del disolfuro di titanio che, a livello molecolare, ha degli spazi che possono ospitare - intercalati - ioni di litio.
L’anodo di una batteria era parzialmente fatto di litio metallico, che ha un forte impulso a rilasciare elettroni. Ciò consentiva di avere una batteria con un grande potenziale, poco più di 2 volt. Tuttavia, il litio metallico era reattivo e le batterie rischiavano di esplodere.
John Goodenough predisse che il catodo avrebbe un potenziale ancora maggiore se fosse stato realizzato usando un ossido di metallo anziché un solfuro di metallo. Dopo alcune ricerche nel 1980 dimostrò che l'ossido di cobalto con ioni di litio intercalati può produrre fino a 4 volt. Si trattò di una svolta importante, tale da portare a batterie molto più potenti.
Usando il catodo messo a punto da Goodenough, Akira Yoshino creò la prima batteria agli ioni di litio commercialmente utilizzabile nel 1985. Anziché usare del litio reattivo nell’anodo, si avvalse del pet coke, ossia un materiale di carbonio che, come l’ossido di cobalto del catodo, può intercalare ioni di litio.
Il risultato di questi tre differenti studi ci ha portato fino a oggi, con le batterie che si sono evolute assicurandoci molta energia in poco spazio, con la possibilità di ricaricarle centinaia di volte prima di assistere a un deterioramento prestazionale.
Il vantaggio delle batterie agli ioni di litio è che non si basano su reazioni chimiche che rompono gli elettrodi, ma su ioni di litio che fluiscono avanti e indietro tra l'anodo e il catodo. Le batterie agli ioni di litio sono arrivate sul mercato per la prima volta nel 1991 e il loro futuro è più roseo che mai visto il sempre maggior affidamento all’energia elettrica.