VinFuture, el ganador del premio principal, inicialmente no fue bien recibido por estar adelantado a su tiempo.

El trabajo del profesor Stanley Whittingham en la creación de baterías de iones de litio le valió recientemente el premio principal en VinFuture, pero en el momento de su invención, su producto no fue bien recibido porque era demasiado novedoso.

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 (equivalente a 73.000 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 utilizando baterías de iones de litio.

El profesor Stanley Wittingham inventó el principio de funcionamiento de las baterías de iones de litio e identificó su función como portador de carga eficiente. Sus contribuciones fueron cruciales para el desarrollo de las baterías de iones de litio, que se utilizan en todo tipo de dispositivos, desde teléfonos móviles y portátiles hasta vehículos eléctricos.

Antes de la llegada de las baterías de iones de litio, los dos tipos de baterías más comunes en todo el mundo eran las de base ácida y las alcalinas. La limitación de estas baterías residía en su bajo consumo energético. Las baterías alcalinas y de níquel eran extremadamente tóxicas, hasta el punto de que ya no se utilizan en espacios públicos. Si bien las baterías de base ácida eran menos tóxicas, eran difíciles de reciclar y reutilizar. Las baterías de iones de litio, en cambio, ocupan menos espacio, pero proporcionan cinco veces más energía y son 99 % reciclables, una diferencia clave.

Sin embargo, alrededor de 1974, Stanley Wittingham y su equipo de investigación crearon la primera versión de una batería de iones de litio capaz de almacenar energía. Pero «no tuvo buena acogida; quizá nuestro producto se adelantó demasiado a su tiempo», relató, añadiendo que se tomó un descanso de 8 a 10 años porque no se había notado.

Explicó con franqueza que, inicialmente, este tipo de batería se utilizaba principalmente en cajas negras y algunos tipos de relojes. Posteriormente, algunos grandes fabricantes la reconocieron como una tecnología necesaria. Por ejemplo, Sony quería integrarla en sus productos y contactó con él, y desde entonces, este tipo de batería se ha vuelto más conocido.

El presidente Vo Van Thuong (izquierda) entrega los premios a los cuatro ganadores del Premio Principal de VinFuture 2023, el profesor Stanley Whittingham (centro). Foto: Giang Huy

Su contribución fue el descubrimiento de que la retención de iones de litio entre placas de sulfuro de titanio generaría electricidad, aprovechando así la enorme energía del litio para liberar electrones de la capa exterior. El profesor Stanley explicó que la clave de la tecnología de baterías reside en su capacidad de almacenar energía y cargarse rápidamente. Esta es una característica que todos desean. El mecanismo de esta tecnología de baterías puede entenderse simplemente como un sándwich de capas, con un compuesto de litio en el medio. Cuando se necesita cargar, el litio se extrae para cargar y luego se devuelve a esas capas.

Fue pionero en la investigación del concepto de entrelazado de electrodos. También se centró en mejorar la estabilidad estructural y el número de ciclos de las baterías mediante la aplicación de reacciones de entrelazado multielectrónico para mejorar su estabilidad y capacidad.

De un núcleo inicial de 6 a 8 miembros, el equipo de investigación del profesor se expandió gradualmente hasta casi 30 personas, incluyendo colaboradores físicos y científicos de materiales. Sin embargo, Stanley comentó que el camino de la investigación no siempre fue fácil, y que hubo momentos en que la investigación sobre baterías dejó de ser un tema de interés.

Pero ahora, las baterías de iones de litio se utilizan en todo lo que necesita una batería para funcionar, desde teléfonos, relojes y ordenadores hasta vehículos, e incluso en grandes empresas que producen energía solar y eólica. "Debería haberme jubilado hace 20 años, pero inesperadamente, sigo aquí sentado hoy, viendo que cada vez más vehículos eléctricos utilizan baterías, como VinFast, que ofrece coches, autobuses y motocicletas eléctricos", declaró.

Stanley Whittingham. Foto de : Phuoc Van

Gracias a su trabajo en el desarrollo de la primera batería de iones de litio, el profesor Stanley Whittingham recibió el Premio Nobel de Química 2019, galardón compartido 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 su lanzamiento 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 ha hecho viables los vehículos eléctricos y ha impulsado el crecimiento de las comunicaciones inalámbricas.

Bromeó diciendo que ya no tenía tiempo suficiente para comprobar si las baterías de litio eran realmente las "heroínas que salvan la Tierra" de los problemas ambientales. Sin embargo, afirmó que ha dedicado gran parte de su carrera científica a la sostenibilidad en el ámbito de las baterías y el medio ambiente. Cree que las baterías deberían producirse de forma que consuman menos energía, y que transportarlas miles de kilómetros de un país a otro consume mucha energía; por lo tanto, espera que todas las regiones y países puedan producir sus propias baterías de litio.

Respecto a la pregunta de si las baterías de litio, que utilizan muchos metales raros, podrían quedarse sin combustible, el profesor Stanley Whittingham afirmó que su objetivo es eliminar el uso de metales extraídos mediante trabajo infantil. Dado que el níquel sigue utilizándose ampliamente, se está priorizando el desarrollo del fosfato, que tiene una menor densidad energética pero es más económico. También señaló que si los semiconductores se utilizan de forma más eficiente, se necesitarán menos baterías. «Hace diez años, solíamos ver cómo las computadoras se calentaban mucho; ahora rara vez lo vemos porque los semiconductores funcionan con mucha más eficiencia», afirmó.

Stanley Whittingham es profesor en la Universidad de Binghamton desde 1988. Su grupo de investigación incluye científicos con amplia experiencia y también busca investigadores más jóvenes con quienes espera conectar. En su tercera visita a Vietnam, ofreció dos consejos a los jóvenes científicos: primero, investiguen siempre lo que les interesa y les apasiona, y no se centren demasiado en el dinero; segundo, estén dispuestos a invertir en campos desafiantes con una mentalidad arriesgada y eviten ser demasiado conservadores.

Nhu Quynh

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