Le prix Nobel de chimie 2019 est décerné aux développeurs de la batterie lithium-ion.
John B. Goodenough (University of Texas), Stanley Whittingham (Binghamton University) et Akira Yoshino (Meijo University) se partagent le prix de chimie pour leur contribution au développement de la batterie lithium-ion, qui constitue la base de l'électronique sans fil, des voitures électriques et le stockage des énergies renouvelables. "Les batteries lithium-ion ont apporté d'énormes avantages à l'humanité", a déclaré le comité du prix Nobel.
Dans les années 1970, Stanley Whittingham de la compagnie pétrolière Exxon a étudié les matériaux supraconducteurs qui contiennent des cavités au niveau atomique dans lesquelles des ions (particules chargées) peuvent adhérer. Il a ainsi découvert comment les ions potassium influencent la conductivité du disulfure de tantale. A sa grande surprise, il découvrit que le matériau obtenu était très énergétique :il générait une tension de quelques volts, mieux que la plupart des batteries de l'époque. Whittingham a ensuite déplacé le centre de ses recherches des supraconducteurs vers les batteries.
Le tantale a l'inconvénient d'être un élément lourd - pas une bonne propriété si vous voulez le traiter dans une batterie. Whittingham a réussi à le remplacer par le titane plus léger. Dans une batterie, les électrons circulent de l'anode chargée négativement vers la cathode chargée positivement. L'anode doit donc être constituée d'un matériau qui donne facilement des électrons. Aucun élément ne le fait mieux que le lithium. Whittingham l'a utilisé à la place du potassium et la première pile au lithium est née.
Comme Whittingham, John B. Goodenough du Massachusetts Institute of Technology (MIT) s'était intéressé aux sources d'énergie alternatives à la suite de la crise pétrolière. Il a réussi à faire en sorte que la batterie génère une tension plus élevée en utilisant de l'oxyde de cobalt pour la cathode au lieu du disulfure de titane. Il a doublé la tension de 2 à 4 volts. Akira Yoshino a encore affiné la batterie en utilisant une combinaison de lithium et de carbone pour l'anode. Cela a rendu la batterie plus puissante, plus sûre et plus légère.
Le grand avantage de la batterie lithium-ion réside dans le fait qu'elle ne fonctionne pas sur la base de réactions chimiques dans lesquelles les électrodes se décomposent, mais grâce à des ions lithium qui peuvent faire des allers-retours répétés entre l'anode et la cathode. Cela signifie que la batterie peut être rechargée des centaines de fois sans qu'elle fonctionne correctement.
"Grâce à leur travail, John Goodenough, Stanley Whittingham et Akira Yoshino ont créé les bonnes conditions pour une société sans fil et sans énergie fossile", a déclaré le comité du prix Nobel.
