L'Accademia Reale Svedese delle Scienze ha deciso di assegnare il Premio Nobel per la Chimica 2019 a John B. Goodenough, dell'Università del Texas ad Austin, USA, M. Stanley Whittingham, dell'Università di Binghamton, State University of New York, USA, e Akira Yoshino dell'Asahi Kasei Corporation, Tokyo, Giappone, e dell'Università Meijo, Nagoya, Giappone "per lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio".
Hanno creato un mondo ricaricabile
Un'illustrazione dei tre vincitori del Premio Nobel per la chimica 2019. Da sinistra: John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino. (Un'illustrazione dei tre vincitori del Premio Nobel per la chimica 2019. Da sinistra: John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino. Niklas Elmedhed/Nobel Media)
Il Premio Nobel per la Chimica 2019 premia lo sviluppo della batteria agli ioni di litio. Questa batteria leggera, ricaricabile e potente è oggi utilizzata in tutti i settori, dai telefoni cellulari ai computer portatili e ai veicoli elettrici. Può anche immagazzinare quantità significative di energia proveniente dall'energia solare ed eolica, rendendo possibile una società priva di combustibili fossili.
Le batterie agli ioni di litio sono utilizzate in tutto il mondo per alimentare i dispositivi elettronici portatili che utilizziamo per comunicare, lavorare, studiare, ascoltare musica e cercare conoscenze. Le batterie agli ioni di litio hanno anche permesso lo sviluppo di auto elettriche a lungo raggio e l'accumulo di energia da fonti rinnovabili, come l'energia solare ed eolica.
Le fondamenta della batteria agli ioni di litio sono state gettate durante la crisi petrolifera degli anni Settanta. Stanley Whittingham lavorava allo sviluppo di metodi che potessero portare a tecnologie energetiche prive di combustibili fossili. Iniziò a fare ricerche sui superconduttori e scoprì un materiale estremamente ricco di energia, che utilizzò per creare un catodo innovativo in una batteria al litio. Si trattava di disolfuro di titanio che, a livello molecolare, presenta spazi in grado di ospitare - intercalati - gli ioni di litio.
L'anodo della batteria era parzialmente costituito da litio metallico, che ha una forte spinta a rilasciare elettroni. Il risultato è stato 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 utilizzabile.
John Goodenough ha previsto che il catodo avrebbe avuto un potenziale ancora maggiore se fosse stato realizzato con un ossido metallico anziché con un solfuro metallico. Dopo una ricerca sistematica, nel 1980 ha dimostrato che l'ossido di cobalto con ioni di litio intercalati può produrre fino a quattro volt. Si trattava di un'importante scoperta che avrebbe portato a batterie molto più potenti.
Partendo dal catodo di Goodenough, nel 1985 Akira Yoshino ha creato la prima batteria agli ioni di litio commercialmente valida. Invece di usare il litio reattivo nell'anodo, utilizzò il coke di petrolio, un materiale di carbonio che, come l'ossido di cobalto del catodo, può intercalare gli ioni di litio.
Il risultato è una batteria leggera e resistente che può essere ricaricata centinaia di volte prima che le sue prestazioni si deteriorino. 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 scorrono avanti e indietro tra l'anodo e il catodo.
Le batterie agli ioni di litio hanno rivoluzionato la nostra vita da quando sono state introdotte sul mercato nel 1991. Hanno gettato le basi di una società senza fili e senza combustibili fossili e rappresentano il massimo beneficio per l'umanità.
John B. Goodenough, nato nel 1922 a Jena, Germania. Dottorato di ricerca nel 1952 presso l'Università di Chicago, USA. Cattedra di ingegneria Virginia H. Cockrell presso l'Università del Texas a Austin, USA.
M. Stanley Whittingham, nato nel 1941 nel Regno Unito. Dottorato di ricerca nel 1968 presso l'Università di Oxford, Regno Unito. Professore emerito presso la Binghamton University, State University of New York, USA.
Akira Yoshino, nato nel 1948 a Suita, Giappone. Dottorato di ricerca nel 2005 presso l'Università di Osaka, Giappone. Borsista onorario presso la Asahi Kasei Corporation, Tokyo, Giappone e professore presso la Meijo University, Nagoya, Giappone.
Importo del premio: 9 milioni di corone svedesi, da dividere in parti uguali tra i vincitori.
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