No último dia 9, a Academia Real de Ciências da Suécia concedeu o Nobel de Química 2019 aos cientistas que desenvolveram as baterias de íons de lítio. Admiráveis e imprescindíveis, são capazes de armazenar quantidades consideráveis de energia, inclusive de fontes solar e eólica, acenando com a possibilidade de uma futura sociedade livre de combustíveis fósseis.
As pesquisas
A história das baterias de íons de lítio começou durante a chamada crise do petróleo nos anos 1970. O inglês Stanley Whittinham pesquisava para a gigante Exxon novas tecnologias que pudessem produzir uma tecnologia de energias independentes de combustíveis fósseis.
Pesquisando supercondutores e tendo descoberto um material extremamene rico em energia, ele criou, numa bateria de lítio, um novo tipo de cátodo (elétrodo fonte da energia). Era feito de dissulfídeo de titânio que, em nível molecular, era capaz de abrigar, de forma intercalada, íons de lítio.
Também o ánodo (elétrodo positivo) era feito de lítio, que permitia uma forte liberação de elétrons, mas, apesar de ser o metal mais leve da tabela periódica, o lítio é reativo o bastante para tornar aquela bateria muito explosiva tornando-a inviável.
As melhorias
O americano John Goodenough, que se tornou aos 97 anos a pessoa mais velha a receber o Nobel, apostou no grande potencial daquele cátodo inicial, porém com a troca dos sulfídeos metálicos por óxidos. Em 1980, conseguiu demonstrar que o óxido de cobalto poderia dobrar a produção da bateria para quatro volts, o que abria um campos para baterias mais poderosas.
Utilizando a tecnologia de Goodenough, o japonês Akira Yoshino criou, já em 1985, a primeira bateria de íons de lítio viável. Só que em vez de usar o lítio reativo no ánodo, substituiu-o por coque de petróleo, um derivado rico em carbono que tem a propriedade de intercalar íons de lítio.
O resultado foi uma pilha leve, resistente e recarregável por centenas de vezes antes de ter seu desempenho deteriorado. O grande diferencial das baterias de íons de lítio é que elas não se baseiam em reações químicas que danificam os elétrodos, mas nos íons de lítio fluindo para frente e para trás entre o ánodo e o cátodo.
