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Altri Nobel 2019.

NOBEL CHIMICA 2019

/ I "magnifici tre" che ricaricano i nostri telefoni

ogni notte10.10.2019 - Elisabetta Bulla

Le ricerche dei chimici Goodenough, Whittingham

e Yoshino hanno condotto alla costruzione delle

batterie ricaricabili al litio che conosciamo

cina treno litio tecnologia lapresse1280Cina:

i test per un treno sospeso alimentato al litio

(LaPresse)  I vincitori del Premio Nobel per la

Chimica 2019 sono John B. Goodenough, M.

Stanley Whittingham e Akira Yoshino "per lo

sviluppo delle batterie al litio". In particolare,

John B. Goodenough, nato nel 1922 a Jena,

in Germania, è la persona più anziana

insignita del Premio Nobel e ha lavorato presso

la University of Texas at Austin (Usa). M. Stanley

Whittingham, invece, nato nel 1941 in Gran

Bretagna, è Professore illustre alla Binghamton

University, State University di New York (Usa).

Akira Yoshino, infine, nato nel 1948 a Suita, in

Giappone, è membro onorario della Asahi Kasei

Corporation a Tokyo (Giappone) e Professore

alla Meijo University di Nagoya (Giappone).

"Hanno reso possibile un mondo ricaricabile",

questa la motivazione data dall'Assemblea del

Nobel al Karolinska Institutet a Solna.

I tre studiosi hanno contribuito all'invenzione

delle batterie al litio (o, più precisamente, degli

accumulatori agli ioni di litio), oggi comunemente

presenti nei telefoni cellulari, nei personal

computer e nelle auto elettriche.

"Attraverso il loro lavoro, i vincitori del premio per

la Chimica di quest'anno hanno gettato le basi

per una società senza fili e senza combustibili

fossili". Le batterie agli ioni di litio sono infatti

ricaricabili, leggere, durevoli e possono essere

utilizzate per immagazzinare energia da fonti

rinnovabili, ad esempio energia solare o eolica,

rendendo possibile una società senza combustibili

fossili.

 M. Stanley Whittingham ha sfruttato negli anni

70, durante la crisi energetica, il forte impulso

del litio, in grado di liberare il suo elettrone

esterno, e ha così sviluppato la prima batteria

al litio funzionale.

In particolare, ricercando dei superconduttori,

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 ioni di litio.

L'anodo della batteria, invece, era in litio-alluminio.

Ciò ha portato alla nascita di 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 B. Goodenough, tra gli anni 70 e 80, ha

raddoppiato il potenziale della batteria al litio,

creando le condizioni necessarie alla costruzione

di una batteria molto più potente e utile.

Infatti, comprese che il catodo avrebbe avuto un

maggior potenziale qualora fosse stato realizzato

usando un ossido metallico, e non un solfuro

metallico, utilizzato invece da Whittingham.

Nel 1980 dimostrò che l'ossido di cobalto, intercalato

agli ioni di litio, è in grado di produrre addirittura

quattro volt.

Akira Yoshino, usando come base il catodo innova-

tivo di Goodenough, creò la prima batteria al litio

nel 1985, uscita sul mercato nel 1991, riuscendo

ad eliminare il litio puro, reattivo, dall'anodo,

usando invece il coke petrolifero, che può anch'esso

esser intercalato agli ioni di litio.

Quando caricò il coke petrolifero con elettroni, gli

ioni di litio vennero attirati nel materiale; quando

poi accese la batteria, gli elettroni e gli ioni di litio

fluirono verso l'ossido di cobalto nel catodo, dal

potenziale molto più elevato.

Il vantaggio delle batterie al litio è che queste

ultime non sono basate su dannose reazioni

chimiche che rompono gli elettrodi, ma sugli ioni

di litio che scorrono avanti e indietro tra l'anodo

e il catodo, tra gli elettrodi a cui sono intercalati,

senza avviare una reazione con l'ambiente

circostante e garantendo lunga vita alla batteria

stessa.

Tutto ciò ha reso la batteria non solo attuabile e

funzionante, ma anche leggera e ricaricabile centinaia

di volte prima che si possa deteriorare.

L'uscita sul mercato delle batterie al litio (1991)

rivoluzionò l'elettronica stessa.

I computer diventarono portatili e si svilupparono

nuovi mezzi tecnologici quali tablet e lettori MP3.

La batteria al litio, considerata ancora oggi la più

efficiente, ha subito negli anni dei miglioramenti;

tra questi, Goodenough ha sostituito l'ossido di

cobalto con il fosfato di ferro, rendendo così la

batteria maggiormente rispettosa dell'ambiente.

Nonostante la sua età, infatti, egli continua

tutt'oggi a ricercare batterie sempre più efficaci

e sicure: la sua ultima invenzione è la "batteria

di vetro" che, se confermata, dovrebbe essere

nettamente migliore rispetto alle batterie al litio

per densità di energia, intervallo di temperatura

operativa e sicurezza.

Akira Yoshino, durante la conferenza stampa in

cui si annunciavano i vincitori, ha detto: "la curiosità

è stata il mio motore, la mia principale forza trainante",

mentre in un'altra intervista telefonica ha ribadito

l'importanza di continuare a pensare e a riflettere,

identificando in questo il segreto della sua creatività.

Gli studiosi insigniti del Premio Nobel per la Chimica

2019 hanno contribuito, e contribuiranno, in maniera

essenziale allo sviluppo di una società senza fili

e senza combustibili fossili e hanno dimostrato

come un fallimento non riesca a fermare la curiosità

e il desiderio di scoprire e conoscere tipici dell'uomo. 

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