Desarrollan un método más sostenible para extraer litio, el material clave para las baterías
Un equipo de investigadores de la Universidad de Penn State, liderado por el profesor adjunto de ingeniería energética Feifei Shi, ha desarrollado una nueva técnica para la extracción de litio, un componente esencial en las baterías de vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos.
El método, que combina la aplicación de corriente eléctrica con peróxido de hidrógeno, promete una reducción del 35,6 % en los costos de producción y una disminución del 75,3 % en las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) en comparación con las técnicas tradicionales. Estos hallazgos han sido publicados en la revista Nature Communications.
Actualmente, existen dos métodos principales para extraer litio:
1. Salmuera en lagos: que consiste en bombear salmuera a estanques de evaporación, donde el agua se evapora lentamente, aumentando la concentración de litio. Este proceso, que puede durar meses, permite la cristalización y purificación del litio, pero también puede dejar el suelo estéril y contribuir a la desertificación, afectando la biodiversidad y los recursos hídricos locales. implica la evaporación de grandes cantidades de agua salada concentrada. Este proceso puede llevar meses y deja el suelo prácticamente estéril.
2. Minería de roca dura: requiere el uso de ácidos o bases fuertes a temperaturas extremas de hasta 1.100 °C para procesar el mineral que fue extraído de depósitos subterráneos mediante técnicas de perforación y voladura. Este proceso genera un elevado consumo de energía, riesgos de seguridad y puede causar un mayor impacto ambiental, incluyendo la alteración del paisaje y la generación de residuos.
Una alternativa más ecológica y segura
El nuevo método desarrollado por Penn State aplica un campo eléctrico al mineral, permitiendo la disolución electroquímica del litio sin necesidad de temperaturas elevadas ni agentes químicos agresivos.
El equipo logró una eficiencia del 92.2 %, comparable a los métodos tradicionales, pero con tiempos de procesamiento significativamente menores. A diferencia de la extracción por salmuera, el nuevo sistema permite un control directo sobre la cantidad de mineral procesado, simplemente ajustando la corriente eléctrica.
En los primeros ensayos, los electrones excitados en el mineral liberaron algunos iones de litio, pero no suficientes para escalar el enfoque hacia una aplicación comercial optimizada. Shi recomendó utilizar peróxido de hidrógeno para promover la lixiviación, lo que reduciría las barreras de la reacción de lixiviación y facilitaría un transporte más eficiente de electrones.
Zhen Lei, profesor de economía energética y ambiental en Penn State y coautor del estudio, destacó las implicaciones económicas y medioambientales del nuevo método:
"Un factor clave para el ahorro de costos y la reducción de emisiones es que nuestro método utiliza únicamente electricidad y de manera muy eficiente, a diferencia del método existente que utiliza tanto electricidad como gas natural como insumo energético", dijo Lei. "Otro factor clave para el ahorro de costos es que nuestro método implica el uso de muchos menos productos químicos. Si nuestro método puede funcionar bien en la extracción de litio a gran escala, tiene un gran potencial para reducir la huella ambiental."
Los investigadores ven un gran potencial en este método para la producción masiva de litio. El siguiente paso, según Hanrui Zhang, miembro del equipo de investigación, es desarrollar una técnica electroquímica que permita recuperar el litio en formas sólidas, como cloruro de litio o hidróxido de litio, que puedan ser utilizadas directamente por la industria.
Con el crecimiento exponencial de la demanda de vehículos eléctricos y dispositivos portátiles, este avance representa una oportunidad para hacer la industria de baterías más eficiente y respetuosa con el medio ambiente, ayudando a mitigar el impacto ambiental de la minería del litio. @mundiario