Errendimendua, kostua edo segurtasuna kontuan hartu gabe, egoera solidoko bateria kargagarriak dira aukerarik onena energia fosila ordezkatzeko eta, azkenean, energia berriko ibilgailuetarako bidea egiteko.
LiCoO2, LiMn2O4 eta LiFePO4 bezalako materialen katodoen asmatzaile gisa, Goodenough ezaguna da.litio-ioizko bateriaketa benetan "litio-ioi baterien aita" da.
NatureElectronics aldizkarian argitaratu berri den artikulu batean, 96 urte dituen John B. Goodenough-ek litio-ioizko bateria kargagarriaren asmakizunaren historia errepasatzen du eta aurrera egiteko bidea erakusten du.
1970eko hamarkadan, petrolioaren krisia piztu zen Estatu Batuetan.Petrolioaren inportazioekiko gehiegizko mendekotasuna konturatuta, gobernuak ahalegin handia hasi zuen eguzki-energia eta eolikoa garatzeko.Eguzki- eta haize-energiaren eteteko izaera dela eta,bateria kargagarriakenergia-iturri berriztagarri eta garbi horiek biltegiratzeko behar izan ziren azkenean.
Karga eta deskarga itzulgarriaren gakoa erreakzio kimikoaren itzulgarritasuna da!
Garai hartan, kargatu gabeko bateria gehienek litio-elektrodo negatiboak eta elektrolito organikoak erabiltzen zituzten.Bateriak kargagarriak lortzeko, denek litio ioien txertatze itzulgarrian lan egiten hasi ziren trantsizio metaliko sulfuro-katodoetan.ExxonMobileko Stanley Whittingham-ek aurkitu zuen karga eta deskarga itzulgarriak interkalazio-kimikaren bidez lor zitezkeela TiS2 geruzadun material katodo gisa erabiliz, deskarga produktua LiTiS2 izanik.
Whittinghamek 1976an garatu zuen zelula honek hasierako eraginkortasun ona lortu zuen.Hala ere, karga eta deskarga errepikatu ondoren, zelula barruan litio dendritak sortu ziren, elektrodo negatibotik positibora hazi zirenak, elektrolitoa piztu zezakeen zirkuitu labur bat sortuz.Saiakera hau, berriro ere, porrotarekin amaitu zen!
Bien bitartean, Oxfordera joan zen Goodenough ikertzen ari zen gehienez ere LiCoO2 eta LiNiO2 katodo geruzetako materialetatik zenbat litio txertatu zitekeen egitura aldatu aurretik.Azkenean, katodoaren materialaren litioaren erdia baino gehiagoren desintegrazio itzulgarria lortu zuten.
Ikerketa honek azkenean AsahiKaseiko Akira Yoshino gidatu zuen lehenengoa prestatzeralitio-ioizko bateria kargagarria: LiCoO2 elektrodo positibo gisa eta karbono grafitoa elektrodo negatibo gisa.Bateria hau arrakastaz erabili zen Sonyren lehen telefono mugikorretan.
Kostua murrizteko eta segurtasuna hobetzeko.Elektrolito gisa solidoa den bateria kargagarria guztiz solidoa etorkizuneko garapenerako norabide garrantzitsua dela dirudi.
1960ko hamarkadan, Europako kimikariek litio ioien txertaketa itzulgarrian lan egin zuten trantsizio metaliko sulfurozko material geruzetan.Garai hartan, bateria kargagarrien elektrolito estandarrak batez ere elektrolito urtsu azido eta alkalino sendoak ziren, hala nola H2SO4 edo KOH.Zeren, ur-elektrolito horietan, H+-k difusibotasun ona duelako.
Garai hartan, bateria kargagarri egonkorrenak NiOOH geruzarekin egiten ziren katodo-material gisa eta elektrolito gisa ur-elektrolito alkalino sendo batekin.h+ geruzadun NiOOH katodoan modu itzulgarrian txertatu liteke Ni(OH)2 eratzeko.arazoa zen ur-elektrolitoak bateriaren tentsioa mugatzen zuela, energia-dentsitate baxua eraginez.
1967an, Ford Motor Company-ko Joseph Kummer eta NeillWeberrek aurkitu zuten Na+-ek difusio-propietate onak dituela zeramikazko elektrolitoetan 300 °C-tik gorakoetan.Orduan, Na-S bateria kargagarri bat asmatu zuten: elektrodo negatibo gisa sodio urtua eta elektrodo positibo gisa karbono bandak dituen sufre urtua.Ondorioz, Na-S bateria kargagarri bat asmatu zuten: elektrodo negatibo gisa sodio urtua, elektrodo positibo gisa karbono banda duen sufre urtua eta elektrolito gisa zeramika solido bat.Hala ere, 300 °C-ko funtzionamendu-tenperaturak bateria hau komertzializatzea ezinezkoa izatera kondenatzen zuen.
1986an, Goodenough-ek NASICON erabiliz dendritarik sortu gabe egoera solidoko litiozko bateria kargagarri bat gauzatu zuen.Gaur egun, NASICON bezalako egoera solidoko elektrolitoetan oinarritutako litio eta sodio kargagarriak diren egoera solidoko bateriak merkaturatu dira.
2015ean, Portoko Unibertsitateko MariaHelena Bragak litio eta sodio ioiaren eroankortasuna duen oxido porotsuaren elektrolito solido isolatzaile bat ere frogatu zuen gaur egun litio-ioizko baterietan erabiltzen diren elektrolito organikoen parekoa.
Laburbilduz, errendimendua, kostua edo segurtasuna kontuan hartu gabe, egoera solidoko bateria kargagarriak dira aukerarik onena energia fosila ordezkatzeko eta, azkenean, ibilgailu energetiko berrietarako bidea gauzatzeko!
Argitalpenaren ordua: 2022-ko abuztuaren 25a