Ils ont créé un monde rechargeable

«They created a rechargeable world » (Ils ont créé un monde rechargeable). C’est ainsi que l’Académie royale des sciences de Suède a commencé le communiqué de presse annonçant que le prix Nobel de chimie avait été attribué à l’américain John B. Goodenough, au britannique Stanley Whittingham et au japonais Akira Yoshino pour avoir développé la batterie lithium-ion.

«Les batteries lithium-ion sont utilisées dans le monde entier pour alimenter les appareils électroniques portables qui servent pour communiquer, travailler, étudier, écouter de la musique et rechercher des connaissances. Les batteries lithium-ion ont également permis le développement de voitures électriques avec une grande autonomie et le stockage d’énergie provenant de sources renouvelables, telles que l’énergie solaire et éolienne », a-t-il ajouté.

Les bases de la batterie lithium-ion ont été établies lors de la crise du pétrole dans les années 1970. Stanley Whittingham a travaillé au développement de méthodes pouvant conduire à des technologies énergétiques sans combustibles fossiles. Il a entrepris des recherches sur les supraconducteurs et découvert un matériau extrêmement riche en énergie, qu’il utilisa pour créer une cathode innovante dans une batterie au lithium. Il est composé de disulfure de titane qui, au niveau moléculaire, offre des espaces pouvant contenir – intercaler – les ions lithium.

L’anode de la batterie était partiellement constituée de lithium métallique, qui a une forte propension à libérer des électrons. Cela a abouti à une batterie qui avait littéralement un grand potentiel, à peine plus de deux volts. Cependant, le lithium métallique est réactif et la batterie était trop explosive pour être viable.

Pour sa part, John Goodenough a prédit que la cathode aurait un potentiel encore plus grand si elle était réalisée en utilisant un oxyde métallique au lieu d’un sulfure métallique. Après une recherche systématique, il a démontré en 1980 que l’oxyde de cobalt avec des ions lithium intercalés pouvait produire jusqu’à quatre volts. C’était une avancée importante qui conduirait à des batteries beaucoup plus puissantes.

Avec la cathode de Goodenough comme base, Akira Yoshino a créé en 1985 la première batterie lithium-ion viable sur le plan commercial. Au lieu d’utiliser du lithium réactif dans l’anode, il a utilisé du coke de pétrole, un matériau carboné qui, comme l’oxyde de cobalt cathode, peut intercaler des ions lithium.

Le résultat était une batterie légère et puissante qui pouvait être rechargée des centaines de fois avant que ses performances ne se détériorent. L’avantage des batteries lithium-ion réside dans le fait qu’elles ne reposent pas sur des réactions chimiques qui décomposent les électrodes, mais plutôt sur des ions lithium s’écoulant d’un côté à l’autre entre l’anode et la cathode.

“Les batteries lithium-ion ont révolutionné nos vies depuis leur entrée sur le marché en 1991. Elles ont jeté les bases d’une société sans fils ni combustibles fossiles et sont d’un grand avantage pour l’humanité”, poursuit le communiqué de l’Académie des sciences suédoise.

Les gagnants se partageront le prix, doté de 9 millions de couronnes suédoises (environ 824 000 euros), à parts égales.

À propos des gagnants:

John B. Goodenough, né en 1922 à Iéna, en Allemagne. Doctorat 1952 de l’Université de Chicago, États-Unis. Virginia H. Cockrell Professeur d’ingénierie à l’Université du Texas à Austin, États-Unis.

Stanley Whittingham, né en 1941 au Royaume-Uni. Doctorat en 1968 de l’Université d’Oxford, Royaume-Uni. Professeur distingué à l’Université de Binghamton, Université d’État de New York, aux États-Unis.

Akira Yoshino, né en 1948 à Suita, au Japon. Doctorat en 2005 de l’Université d’Osaka au Japon. Membre honoraire de la Asahi Kasei Corporation, Tokyo, Japon et professeur à l’Université Meijo, Nagoya, Japon.

Akira Yoshino, l’un des lauréats, a créé la première batterie lithium-ion commercialisable, en 1985.