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Hanno creato un mondo ricaricabile: Premio Nobel 2019 per la chimica premia lo sviluppo della batteria agli ioni di litio

La Royal Swedish Academy of Sciences ha deciso di assegnare il premio Nobel per la chimica 2019 a John B. Goodenough, Università del Texas ad Austin, Stati Uniti, M. Stanley Whittingham Binghamton University, Università di Stato di New York, USA, Akira Yoshino, Asahi Kasei Corporation, Tokyo, Giappone Meijo University, Nagoya, Giappone "Per lo sviluppo di batterie agli ioni di litio".

Il premio Nobel per la chimica 2019 premia lo sviluppo della batteria agli ioni di litio. Questa batteria leggera, ricaricabile e potente è ora utilizzata in qualsiasi cosa, dai telefoni cellulari ai laptop e ai veicoli elettrici. Può anche immagazzinare quantità significative di energia da energia solare ed eolica, rendendo possibile una società senza combustibili fossili.

Le batterie agli ioni di litio vengono utilizzate a livello globale per alimentare l'elettronica portatile che utilizziamo per comunicare, lavorare, studiare, ascoltare musica e cercare conoscenza. Le batterie al litio hanno inoltre consentito lo sviluppo di auto elettriche a lungo raggio e lo stoccaggio di energia da fonti rinnovabili, come l'energia solare e eolica.

Le fondamenta della batteria agli ioni di litio furono gettate durante la crisi petrolifera negli anni '70. Stanley Whittingham ha lavorato allo sviluppo di metodi che potrebbero portare a tecnologie energetiche senza combustibili fossili. Ha iniziato a ricercare superconduttori e ha scoperto un materiale estremamente ricco di energia, che ha usato per creare un catodo innovativo in una batteria al litio. Questo è stato realizzato con disolfuro di titanio che, a livello molecolare, ha spazi che possono ospitare - intercalati - ioni di litio.

L'anodo della batteria era parzialmente in litio metallico, che ha un forte impulso per rilasciare elettroni. Ciò ha comportato una batteria che aveva letteralmente un grande potenziale, poco più di due volt. Tuttavia, il litio metallico è reattivo e la batteria era troppo esplosiva per essere praticabile.

John Goodenough ha predetto che il catodo avrebbe un potenziale ancora maggiore se fosse realizzato usando un ossido di metallo invece di un solfuro di metallo. Dopo una ricerca sistematica, nel 1980 ha dimostrato che l'ossido di cobalto con ioni di litio intercalati può produrre fino a quattro volt. Questa è stata una svolta importante e avrebbe portato a batterie molto più potenti.

Basandosi sul catodo di Goodenough, Akira Yoshino ha creato la prima batteria agli ioni di litio commercialmente valida nel 1985. Invece di utilizzare il litio reattivo nell'anodo, ha usato coke di petrolio, 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 che poteva essere caricata centinaia di volte prima che le sue prestazioni si deteriorassero. 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 da quando sono entrate sul mercato per la prima volta nel 1991. Hanno posto le basi di una società senza fili e senza combustibili fossili e sono di grande beneficio per l'umanità.

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