La Real Academia de las Ciencias de Suecia ha concedido el más prestigioso de los galardones al estadounidense John B. Goodenough, el británico Stanley Whittingham y el japonés Akira Yoshino por el desarrollo de las baterías de litio recargables
Durante la rueda de prensa donde se hizo público el premio, la institución destacó el enorme impacto que este desarrollo supone en nuestra sociedad definiéndola como una auténtica “revolución tecnológica”. Y es que las baterías de litio están presentes en cada pequeño gesto de nuestro día a día. Son las que alimentan de energía nuestros teléfonos móviles, los ordenadores portátiles, la tablet u otros dispositivos electrónicos que utilizamos para comunicamos, estudiar, trabajar, escuchar música o ver nuestras series favoritas. También son estas baterías las que constituyen el corazón de bicis, patinetes o coches eléctricos, además de acumular la energía sobrante de parques eólicos o paneles fotovoltaicos para aprovechar esa energía cuando el viento deja de soplar o el sol se pone. Se trata por tanto de un elemento clave para hacer una sociedad más sostenible, libre de combustibles fósiles, y basada en fuentes de generación de energía renovables. Posiblemente, son estas las razones que hacen que desde hace mucho tiempo este descubrimiento se colara en la mayoría de las encuestas que cada año preceden al anuncio del galardón.
El desarrollo de esta tecnología tiene su origen, al igual que otras, durante la crisis del petróleo de los años 70 cuando la industria del automóvil anunció el desarrollo, proliferación y comercialización de vehículos con motores eléctricos basados en baterías. Durante sus investigaciones en materiales superconductores en Exxon Stanley Whittingham descubrió un material, disulfuro de titanio, que enfrentado a un ánodo de litio metálico era capaz de almacenar energía conformando una batería que rondaba los 2 voltios. No obstante, esta batería resultó ser demasiado peligrosa para ser viable comercialmente. El litio metálico puede dar lugar a la explosión de las baterías debido a las agujas de litio que se van formando en las sucesivas cargas/descargas y que, en caso de atravesar el separador y tocar el cátodo, provocan un cortocircuito que puede ir acompañado de una violenta explosión. Se cuenta que los bomberos tuvieron que acudir en numerosas ocasiones a apagar los fuegos producidos en el laboratorio de Whittingham.
Este galardón llega en un momento en el que el almacenamiento de energía se ha situado en el punto central de la transición del modelo energético tradicional, hacia un modelo energético más sostenible
Unos años después, John Goodenough y sus colaboradores de la Universidad de Oxford (UK) contribuyeron al campo mediante el descubrimiento de materiales de cátodo basados en óxidos de cobalto en los que podrían intercalarse iones de litio de manera reversible conformando baterías de 4 voltios, mucho más potentes. Sin embargo, la estabilización del precio del petróleo hizo que las inversiones en energías alternativas se relajaran en occidente. No pasó lo mismo en Japón, donde el mercado electrónico estaba ansioso por desarrollar baterías ligeras y recargables para sus dispositivos electrónicos. De este modo, en 1985, utilizando el cátodo de óxido de cobalto desarrollado por Goodenough y sustituyendo el problemático ánodo de litio por un material carbonoso, Akira Yoshino desarrolló un nuevo diseño que daría lugar a la primera batería comercial de litio-ion que puso en el mercado Asahi Kasei Corporation en 1991. Una de las principales ventajas de este diseño es que es mucho más seguro ya que no utiliza litio metálico sino que se basa en reacciones de intercalación de iones de litio que no provocan cambios químicos en los electrodos. La importancia de la seguridad en el éxito comercial de las baterías quedó reflejada en las palabras de Akira Yoshino que comentó que “la batería de litio-ión nació en el momento en el que la batería pasó los test de seguridad”.
Después de que la primera batería de litio-ión llegara al mercado en 1991, científicos y tecnólogos de todo el mundo seguimos investigando nuevos materiales para mejorar aspectos tales como capacidad, densidad de energía, potencia, sostenibilidad o seguridad. De hecho, unos de los mayores exponentes de esta mejora continua es Jonh Goodenough que se ha convertido en la persona de más edad en recibir un Premio Nobel al hacerlo con 93 años y encontrándose aún en activo. Goodenough se propuso reemplazar el cátodo de óxido de cobalto por fosfato de hierro (LFP) o espinela de manganeso (LMO) haciendo la batería mucho más sostenible al evitar el uso de cobalto. Este mineral, al que algunos conocen como el “oro azul”, se encuentra mayoritariamente en la República del Congo y sus controvertidos métodos de extracción se encuentran en el foco de la comunidad internacional ante las constantes sospechas de vulneración de los derechos humanos y de la infancia.
El Premio Nobel en Química es un reconocimiento a la labor de estos 3 científicos que son considerados los padres de las baterías de litio, pero todos los que trabajamos en el campo del almacenamiento electroquímico, trabajemos en la tecnología del litio-ión o en baterías con químicas alternativas nos sentimos interpelados. Y es que, este galardón llega en un momento en el que el almacenamiento de energía se ha situado en el punto central de la transición del modelo energético tradicional, centralizado y basado en combustibles fósiles hacia un modelo energético más sostenible basado en fuentes de generación energías renovables, descentralizado y donde el vehículo eléctrico juega un papel importantísimo. El éxito de este modelo energético pasa por el desarrollo de baterías más seguras, con mayores prestaciones, más baratas, pero también fácilmente reciclables y medioambientalmente sostenibles que garanticen la sostenibilidad del planeta.
