El trabajo para crear baterías de iones de litio acaba de ayudar al profesor Stanley Whittingham a recibir el premio principal de VinFuture, pero en el momento de su invención no fue bien recibido porque el producto era demasiado nuevo.
El profesor Stanley Wittingham (82 años), de la Universidad de Binghamton, Universidad Estatal de Nueva York, EE.UU., es uno de los cuatro científicos que han recibido el Gran Premio VinFuture, dotado con 3 millones de dólares (equivalentes a 73 mil millones de VND), por su invención que crea una base sostenible para la energía verde a través de la producción de células solares y almacenamiento con baterías de iones de litio.
El profesor Stanley Wittingham inventó el principio de funcionamiento de las baterías de iones de litio e identificó el papel de los iones de litio como un portador de carga eficiente. Sus contribuciones fueron cruciales para el desarrollo de las baterías de iones de litio, que se utilizan en todo, desde teléfonos móviles hasta ordenadores portátiles y coches eléctricos.
Antes de la llegada de las baterías de iones de litio, los dos tipos de baterías más comunes en el mundo eran las baterías ácidas y las alcalinas. La limitación de estas baterías es la baja producción de energía. Las pilas alcalinas y de níquel son extremadamente tóxicas, hasta el punto de que hoy en día ya no se utilizan en espacios públicos. Si bien las baterías ácidas son menos tóxicas, su reciclaje y reutilización son difíciles. Las baterías de iones de litio tienen una superficie menor pero entregan 5 veces más energía y son 99% reciclables, esa es la diferencia.
Sin embargo, alrededor de 1974, Stanley Wittingham y su equipo de investigación crearon la primera versión de baterías de iones de litio, capaces de almacenar energía. Sin embargo, "no fue bien recibido, quizá nuestro producto nació demasiado pronto, demasiado adelantado a su tiempo", dijo y reveló que tuvo que tomarse 8-10 años de descanso porque no lo "notaron".
Dijo francamente que al principio este tipo de batería se utilizaba principalmente en cajas negras y algunos tipos de relojes. Más tarde, algunos fabricantes importantes consideraron que era una tecnología necesaria. Como Sony quiso utilizar esta tecnología para integrarla en sus productos y se acercó a él, este tipo de batería se hizo más conocida.
El presidente Vo Van Thuong (izquierda) entrega premios a los cuatro ganadores del Premio Principal VinFuture 2023, el profesor Stanley Whittingham (centro). Foto: Giang Huy
Su contribución fue el descubrimiento de que atrapar iones de litio entre placas de sulfuro de titanio generaría electricidad, aprovechando así la enorme energía del litio para liberar sus electrones externos. La clave de la tecnología de las baterías, explica el profesor Stanley, es almacenar energía y cargarse rápidamente. Esta es una característica que todos desean. El mecanismo de esta tecnología de batería se entiende simplemente como un sándwich con capas, en el medio hay un compuesto de litio, cuando se quiere cargar, el litio se succiona para cargar y luego se empuja nuevamente hacia esas capas.
Fue pionero en el concepto de intercalación de electrodos. También se centró en mejorar la estabilidad estructural y el número de ciclos de las baterías, mediante la aplicación de reacciones de intercalación de múltiples electrones para mejorar su estabilidad y capacidad.
Del núcleo inicial de 6 a 8 miembros, el grupo de investigación del profesor se expandió gradualmente a casi 30 personas, incluidos colaboradores físicos y científicos de materiales. Pero el Sr. Stanley dijo que el camino de la investigación no siempre fue fácil y que hubo un momento en que la investigación sobre baterías ya no era un tema candente.
Pero ahora, las baterías de iones de litio se han aplicado a todo lo que necesita baterías para funcionar, desde teléfonos, relojes o computadoras hasta vehículos, vehículos o, en mayor escala, empresas que producen energía solar y eólica. "Debería haberme jubilado hace 20 años, pero nunca pensé que estaría sentado aquí hoy, viendo cada vez más vehículos eléctricos que utilizan baterías, como VinFast con coches eléctricos, autobuses eléctricos y motos eléctricas", dijo.
El hombre más rico del mundo. Foto: Phuoc Van
Por su trabajo en el desarrollo de la primera batería de litio, el profesor Stanley Whittingham fue galardonado con el Premio Nobel de Química 2019, compartiendo el premio con el profesor John Goodenough (Universidad de Texas) y el profesor Akira Yoshino (Universidad de Meijo). Según la Fundación Nobel, las baterías de iones de litio han revolucionado la vida humana desde que entraron al mercado en 1991, sentando las bases para una sociedad inalámbrica y libre de combustibles fósiles. El desarrollo de las baterías de iones de litio también hizo posibles los vehículos eléctricos, al tiempo que impulsó el crecimiento de la comunicación inalámbrica.
Bromeó diciendo que ya no tenía tiempo suficiente para comprobar si las baterías de litio eran "los héroes que salvaron a la Tierra" de los problemas medioambientales. Song dijo que se ha interesado por la sostenibilidad en los campos de las baterías y el medio ambiente a lo largo de su carrera científica. No importa cómo se produzcan las baterías, deben consumir menos energía, y transportarlas miles de kilómetros de un país a otro también consume mucha energía, por lo que espera que las regiones y los países puedan producir sus propias baterías de litio.
Cuando se le preguntó sobre las baterías de litio que utilizan metales raros que podrían agotarse, el profesor Stanley Whittingham dijo que su objetivo es evitar el uso de metales extraídos mediante mano de obra infantil. Como el níquel todavía se utiliza ampliamente, el fosfato tiene una densidad energética baja pero es más barato, por lo que se está promocionando. También señaló que si los semiconductores se utilizaran eficientemente, se necesitarían menos baterías. "Hace diez años, cuando utilizábamos ordenadores, veíamos con frecuencia que se calentaban. Ahora rara vez vemos este fenómeno porque los semiconductores de los ordenadores funcionan de forma mucho más eficiente", explicó.
Stanley Whittingham es actualmente profesor en la Universidad de Binghamton, donde trabaja desde 1988. El grupo de investigación con el que trabaja cuenta con científicos de alto nivel y también está buscando investigadores jóvenes con los que espera conectarse. En su tercera visita a Vietnam, dio dos consejos a los jóvenes científicos: investigar siempre lo que les interesa y les apasiona y no centrarse demasiado en el dinero. En segundo lugar, hay que estar dispuesto a invertir en áreas difíciles, con una mentalidad tolerante al riesgo y no ser demasiado conservador.
Nhu Quynh
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