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Opinión

Trabajo interdisciplinar entre ingenieros y químicos

  • Luis Ortega
    Docente de la Sección Química

Hoy en día es casi imposible vivir de espaldas a la tecnología y, especialmente, a aquella que viene representada por dispositivos móviles que nos permiten estar conectados en todo momento (celulares, tabletas, computadoras portátiles, etc.).

Voluntariamente o no, nos hemos vuelto tecnodependientes y esta dependencia es difícil de explicar si no se hubiera desarrollado las baterías de ion litio. Es precisamente por esta razón que la Real Academia Sueca de las Ciencias ha decidido conceder el premio Nobel de Química 2019 a los doctores Stanley Whittingham, John B. Goodenough y Akira Yoshino.

Las baterías de ion litio no son un fenómeno nuevo, de hecho, la primera batería de este tipo fue desarrollada por el británico S. Whittingham en la década de los setenta. Este gran químico inorgánico especializado en materiales desarrolló, para la multinacional Exxon, una batería capaz de generar 2V. Aunque funcional, esta batería no llegó al mercado masivo debido a que sus electrodos eran muy inestables y explotaban tras varios ciclos de carga y descarga. El objetivo para el resto de químicos estaba claro: había que sintetizar nuevos materiales que sirvieran de electrodo para garantizar la estabilidad de la batería.

El primer aporte en esa dirección lo hizo, en los años ochenta, el ingeniero norteamericano J. B. Goodenough, entonces a cargo de una cátedra de Química Inorgánica en la Universidad de Oxford. Su grupo encontró un nuevo cátodo que aumentó la estabilidad de la batería y su voltaje (hasta casi 4V), aunque no terminó de resolver el problema de las explosiones, originadas en el ánodo de la batería, hecho por litio metálico. Como todos los alumnos de Química de primer ciclo saben, este metal es muy reactivo y se ioniza con facilidad en un proceso exotérmico, lo cual puede causar pequeñas explosiones, como ocurría entonces.

Definitivamente, había que cambiar el ánodo. Es aquí donde el último de los agraciados con el Nobel, el ingeniero japonés A. Yoshino, introduce su aporte final: cambia el electrodo conflictivo por un material en capas sin litio pero que permite a este metal, en su forma ionizada (Li+), moverse como pez en el agua entre los electrodos de la batería cuando esta se carga y descarga. El hecho de que todos los galardonados se enfocaran en cambiar los electrodos pero no el ion móvil está basado en otra característica química básica: el tamaño de los iones metálicos depende de la posición del elemento en la tabla periódica. El litio, que está arriba de la tabla, forma iones pequeños y livianos que viajan entre los electrodos con mucha facilidad.

Este premio no solo ha permitido conseguir baterías pequeñas con largos tiempos de duración que nos permiten disponer de dispositivos móviles con alta autonomía, sino que está cambiando nuestros modos de consumo hacia una sociedad menos dependiente de los combustibles fósiles. Si hemos llegado de forma exitosa a este punto, debemos agradecerlo también al excelente trabajo interdisciplinar entre ingenieros y químicos, quienes han sabido tomar lo bueno de cada área para conseguir un producto indispensable.

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