Prémio Nobel da Química 2019 foi atribuído aos cientistas John B. Goodenough, da Universidade do Texas em Austin e M. Stanley Whittingham, da Universidade de Binghamton, Universidade do Estado de Nova York, e ao cientista Akira Yoshino, da Asahi Kasei Corporation, Tóquio, e Universidade Meijo, Nagoya, pelo trabalho para o desenvolvimento de baterias de íons de lítio.
As baterias de lítio são usadas em todo o mundo para alimentar os equipamentos eletrónicos portáteis que usamos para comunicar, trabalhar, estudar, ouvir música e pesquisar na rede Internet. As baterias de lítio também a permitir o desenvolvimento de carros elétricos para cada vez maiores distâncias e para o armazenamento de energia de fontes renováveis, como energia solar e a eólica.
O desenvolvimento da bateria de íons de lítio teve o arranque durante a crise do petróleo na década de 1970. O inglês Stanley Whittingham trabalhou no desenvolvimento de métodos que poderiam levar a tecnologias de energia sem recurso a combustíveis fósseis, e começou por investigar supercondutores.
O cientista descobriu um material extremamente rico em energia, que ele usou para criar um cátodo inovador numa bateria de lítio. Tendo recorrido a dióxido de titânio que, em nível molecular, possui espaços que podem abrigar – intercalar – íons de lítio.
O ânodo da bateria era parcialmente feito de lítio metálico, que possui um forte impulso para libertar eletrões. Isso resultou numa bateria com um grande potencial, pouco mais de dois volts. No entanto, o lítio metálico é reativo e a bateria era muito explosiva para ser viável.
O alemão John Goodenough previu que o cátodo teria um potencial ainda maior se fosse fabricado usando um óxido de metal em vez de um sulfeto de metal. Após uma pesquisa sistemática, em 1980, ele demonstrou que o óxido de cobalto com íons de lítio intercalados pode produzir até quatro volts. Este foi um avanço importante que levaria a baterias muito mais poderosas.
Com o cátodo de Goodenough como base, Akira Yoshino criou a primeira bateria comercialmente viável de íons de lítio em 1985. Em vez de usar lítio reativo no ânodo, ele usou coque de petróleo, um material de carbono que, como o óxido de cobalto do cátodo, pode intercalar íons de lítio.
O resultado foi uma bateria leve e resistente que poderia ser carregada centenas de vezes antes que o desempenho se deteriore. A vantagem das baterias de íon-lítio é que elas não são baseadas em reações químicas que quebram os elétrodos, mas em íons de lítio que fluem para à frente e para trás entre o ânodo e o cátodo.
As baterias de íon de lítio revolucionaram as nossas vidas desde que entraram no mercado em 1991. E lançaram as bases de uma sociedade sem fios e livre de combustíveis fósseis tornando-se um grande benefício para a humanidade.
