Pionieri dell’innovazione: la batteria che ha cambiato il mondo

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Se state leggendo questo articolo su un cellulare, un tablet o un PC portatile dovreste probabilmente ringraziare il Dott. M. Stanley Whittingham. Negli anni ’70 lavorava presso il laboratorio di ricerca della ExxonMobil a Clinton, nel New Jersey, quando ha creato i primissimi esemplari di una nuovissima tecnologia: la batteria agli ioni di litio ricaricabile.

Per il suo lavoro innovativo, nel 2019 il Dott. Whittingham ha vinto il premio Nobel per la Chimica insieme al Dott. John Goodenough della University of Texas di Austin e al Dott. Akira Yoshino della Meijo University di Nagoya, in Giappone. Attualmente il Dott. Whittingham è un illustre professore di Chimica e Scienza dei Materiali presso la Binghamton University di New York.

Le sue ricerche in ambito universitario hanno aperto la strada allo sviluppo della batteria agli ioni di litio ricaricabile. Nello specifico, lui e il suo team hanno scoperto che quando ioni di litio venivano tenuti tra piastre di solfuro di titanio, gli ioni potevano spostarsi avanti e indietro tra i poli positivi e negativi, creando elettricità.

Con le batterie agli ioni di litio, “abbiamo avuto accesso a una rivoluzione tecnica”, ha affermato Sara Snogerup Linse, professore di chimica fisica presso la Lund University in Svezia che presiede il Nobel Committee per il premio per la chimica.

Le batterie ricaricabili esistevano da decenni quando il Dott. Whittingham ne propose per la prima volta la sua versione. Ma le batterie ricaricabili di allora erano ingombranti celle al piombo-acido, del tipo che si trova ancora oggi in molte auto. E sebbene le batterie zinco-carbone monouso – che alimentano ad esempio i telecomandi – fossero quelle di uso prevalente, sostituirle ad ogni ricarica di dispositivi sempre più affamati di energia, come un computer, sarebbe stato fastidioso e costoso.

Le prime ricerche avevano suggerito che il litio metallico altamente reattivo poteva essere utilizzato per accumulare energia, ma il Dott. Whittingham è stato il primo a scoprire come farlo a temperatura ambiente senza rischi di esplosione. Il suo progetto originale utilizzava solfuro di titanio, un materiale da 2,5 volt, e l’idea dell’intercalazione (ossia l’inserimento di ioni in maniera rimovibile) si è dimostrata valida e ha fornito la base per le moderne batterie agli ioni di litio.

Nel 1980 il Dott. Whittingham ha collaborato con il collega John Goodenough, vincitore anch’egli del premio Nobel, presso la University of Texas di Austin per migliorare la sua scoperta iniziale utilizzando ossidi di metalli e materiali più potenti da 4 volt. Basandosi su quel lavoro, in Giappone il Dott. Yoshino è stato in grado di sviluppare la prima batteria agli ioni di litio per uso commerciale.

La tecnologia degli ioni di litio ad alta densità energetica ora alimenta PC portatili, tablet, cellulari e la maggior parte delle auto elettriche. Essa consente perfino ai velivoli ad alimentazione solare, come l’aeromobile dei record Solar Impulse 2, di continuare a volare una volta che il sole è tramontato. Anche le reti elettriche basate su fonti energetiche incostanti, quali l’energia eolica e solare, stanno iniziando a fare affidamento su grandi batterie agli ioni di litio per accumulare energia per i periodi in cui la domanda supera la produzione.

Whittingham, Goodenough e Yoshino hanno beneficiato l’uno del lavoro dell’altro e hanno trasformato una ricerca rivoluzionaria in un’innovazione che ha cambiato il modo in cui il mondo utilizza ed accumula energia.

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