A 101 anni (era nato nel 1922) è morto John Goodenough. Il suo nome probabilmente non vi dirà niente ma questo fisico americano è il “papà” delle batterie al litio, invenzione per la quale vinse il Nobel per la Chimica nel 2019 insieme ad altri due ricercatori, lo statunitense Michael Stanley Whittingham e al giapponese Akira Yoshino.
Gli accumulatori di questo tipo sono ora tra i più comuni e diffusi, presenti in dispositivi di tutti i tipi, inclusi smartphone, tablet e smartwatch, ma negli anni ’70 rappresentarono una svolta. Una prima batteria era stata creata da Stanley Whittinghamm ma era ritenuta troppo pericolosa (il litio metallico era esplosivo).
Goodenough sostituì il disolfuro di titanio del catodo con l’ossido di cobalto, ottenendo una batteria da 4 volt, il doppio di quella di Whittingham. Il giapponese Akira Yoshino si basò sul lavoro di Whittingham e Goodenough per finalizzare il prodotto, sfruttando il coke petrolifero (un sottoprodotto della lavorazione del petrolio) per alloggiare gli ioni di litio, ottenendo un prodotto stabile e sicuro al punto da conquistare il mercato.
La prima batteria agli ioni di litio apparve nel 1985; Goodenough ha lavorato anche nel campo delle memorie RAM ed è stato professore all’Università del Texas a Austin, dove ha continuato a lavorare (e a fare ricerche) molto tempo dopo il suo pensionamento.
Il suo gruppo di ricerca nell’Univeristà de Texas ha identificato materiali al litio che non si basano sul cobalto, come gli ossidi di litio-manganese (utilizzati attualmente nella maggior parte delle batterie dei veicoli elettrici) e i fosfati di litio-ferro (utilizzati per dispositivi di ridotte dimensioni come gli utensili elettrici). Inoltre, ha identificato diversi promettenti elettrodi e materiali elettrolitici per pile a combustibile a ossido solido.
Per quanto riguarda la ricerca di base, Goodenough si è focalizzato sul magnetismo e sulla trasformazione del comportamento degli ossidi dei metalli di transizione da isolanti magnetici a metalli. Negli anni cinquanta e sessanta, Goodenough ha sviluppato un insieme di regole semi-empiriche (chiamate regole di Goodenough-Kanamori) per prevedere il magnetismo di questi materiali. Queste regole sono alla base del superscambio, una proprietà centrale per la superconduttività ad alta temperatura.
Nel 2017 (non aveva evidentemente voglia e tempo di fare il pensionato) un team da lui guidato aveva iniziato a lavorare su una batteria di nuova generazione, sfruttando un elettrolita in vetro al posto del liquido, elemento che ha consentito di sfruttare un anodo alcalino di metallo che aumenta la densità della carica della batteria e impedisce la formazione di dendriti.
La foto in apertura è di U.S. Department of Energy, Public domain, via Wikimedia Commons
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