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 (equivalente a 73 mil millones de VND), por su invención que crea una base sostenible para la energía verde mediante la producción de células solares y almacenamiento con baterías de iones de litio.
El profesor Stanley Wittingham inventó el principio de funcionamiento de la batería de iones de litio y estableció su función como portador de carga eficiente. Sus contribuciones fueron cruciales para el desarrollo de la batería de iones de litio, que se utiliza en todo tipo de dispositivos, desde teléfonos móviles y portátiles hasta 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 ácidas y las alcalinas. La desventaja de estas baterías es su baja producción de energía. Las baterías alcalinas y de níquel son extremadamente tóxicas, hasta el punto de que 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 producen cinco veces más energía y son 99 % reciclables, lo cual es la diferencia.
Sin embargo, alrededor de 1974, Stanley Wittingham y su equipo de investigación crearon la primera versión de la batería de iones de litio, capaz de almacenar energía. No obstante, «no tuvo una buena acogida; quizá nuestro producto nació demasiado pronto, demasiado adelantado a su tiempo», declaró, revelando que tuvo que tomarse un descanso de 8 a 10 años porque no se había dado cuenta.
Dijo con franqueza que, al principio, este tipo de batería se utilizaba principalmente en cajas negras y algunos tipos de relojes. Posteriormente, algunos grandes fabricantes se dieron cuenta de la necesidad de esta tecnología. Por ejemplo, Sony quería usarla para integrarla en sus productos y acudió a él; 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 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 los electrones de la capa exterior. El profesor Stanley explicó que lo importante de la tecnología de baterías es su capacidad para almacenar energía y cargarse rápidamente. Esta es una característica que todos desean. El mecanismo de esta tecnología de baterías es simplemente como un sándwich con capas, en el centro hay un compuesto de litio. Para cargar, se extrae el litio y luego se vuelve a insertar en esas capas.
Fue pionero en el concepto de intercalación de electrodos. También se centró en mejorar la estabilidad estructural y la capacidad de ciclo de las baterías mediante la aplicación de reacciones de intercalación multielectrónica para mejorar su estabilidad y capacidad.
De los 6-8 miembros iniciales del núcleo, el grupo de investigación del profesor se expandió gradualmente a casi 30 personas, incluyendo colaboradores del ámbito de la física y la ciencia de materiales. Sin embargo, el Sr. Stanley comentó que el camino de la investigación no siempre fue fácil; hubo un momento en que la investigación sobre baterías dejó de ser 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 y ordenadores hasta vehículos, vehículos o grandes empresas que producen energía solar y eólica. «Debería haberme jubilado hace 20 años, pero no esperaba estar aquí sentado hoy, viendo que cada vez más vehículos eléctricos usan baterías, como VinFast con coches, autobuses y motos eléctricos», dijo.
Stanley Whittingham. Foto de : Phuoc Van
Stanley Whittingham compartió el Premio Nobel de Química 2019 con John Goodenough (Universidad de Texas) y Akira Yoshino (Universidad de Meijo) por su trabajo en el desarrollo de la primera batería de iones de litio. 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 hizo posibles los vehículos eléctricos e impulsó el desarrollo de las comunicaciones inalámbricas.
Bromeó diciendo que ya no tenía tiempo suficiente para comprobar si las baterías de litio eran las "heroínas que salvaron la Tierra" de los problemas ambientales. Pero afirmó que a lo largo de su carrera científica le había interesado la sostenibilidad en el campo de las baterías y el medio ambiente. Las baterías deben producirse con menos energía, y transportarlas miles de kilómetros de un país a otro también consume mucha, por lo que esperaba que las regiones y los países pudieran producir sus propias baterías de litio.
Al ser preguntado sobre las baterías de litio que utilizan metales raros que pueden agotarse, el profesor Stanley Whittingham explicó que su objetivo es evitar el uso de metales cuya extracción requiere mano de obra infantil. El níquel todavía se usa ampliamente, mientras que el fosfato tiene una baja densidad energética, pero es más económico, por lo que se están centrando en promoverlo. También señaló que si los semiconductores se usaran eficientemente, se necesitarían menos baterías. "Hace diez años, cuando usábamos computadoras, solíamos ver que se calentaban, pero ahora rara vez vemos este fenómeno porque los semiconductores en las computadoras funcionan con mucha mayor eficiencia", afirmó.
Stanley Whittingham es profesor en la Universidad de Binghamton desde su incorporación en 1988. El grupo de investigación donde trabaja cuenta con científicos de alto nivel y también busca jóvenes investigadores con quienes espera conectar. En su tercera visita a Vietnam, dio dos consejos a los jóvenes científicos: investigar siempre los temas que les interesan y entusiasman, y no centrarse demasiado en el dinero. En segundo lugar, deben estar dispuestos a invertir en campos difíciles, con una mentalidad arriesgada y sin ser demasiado conservadores.
Nhu Quynh
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