Científicos estadounidenses acaban de descubrir una forma más rápida y limpia de extraer litio

La demanda de litio se ha disparado a medida que las fábricas de todo el mundo producen vehículos eléctricos y las enormes baterías que convierten las turbinas eólicas y los paneles solares en fuentes de energía fiables. Desafortunadamente, los métodos actuales para producir litio son lentos y requieren materias primas de alta calidad que se encuentran en relativamente pocos lugares del planeta. Irónicamente, los costes medioambientales también son significativos: refinar el mineral que sustenta la energía limpia requiere grandes extensiones de terreno y contamina las reservas de agua de las que dependen las comunidades locales.

En un nuevo estudio, investigadores de la Facultad de Ingeniería de Columbia describen un nuevo método para extraer litio que podría reducir drásticamente el tiempo de procesamiento, permitir el acceso a reservas inaccesibles con los métodos actuales y disminuir el impacto ambiental. Su técnica utiliza un disolvente sensible a la temperatura para extraer litio directamente de las salmueras presentes en yacimientos de todo el mundo. A diferencia de las tecnologías actuales, este método permite extraer litio de forma eficiente incluso cuando el mineral se encuentra en concentraciones muy bajas y está contaminado con materiales similares.

Los resultados, detallados en un artículo publicado hoy en Joule , demuestran que la innovadora técnica, denominada extracción selectiva con disolvente conmutable (S₃E ) , permite extraer litio con una alta selectividad: hasta 10 veces superior a la del sodio y 12 veces superior a la del potasio. El proceso también excluye el magnesio, un contaminante común en las salmueras de litio, mediante una etapa de precipitación química que lo separa.

Mejorar la evaporación solar

Aproximadamente el 40% de la producción de litio comienza con una salmuera que se encuentra en grandes depósitos formados bajo los desiertos. Casi todo ese litio se extrae mediante una técnica llamada evaporación solar, en la que la salmuera se bombea a extensas lagunas que se cuecen al sol del desierto —hasta por dos años— hasta que se evapora suficiente agua. Esto solo es viable en regiones áridas y planas con vastas extensiones de tierra, como el desierto de Atacama en Chile o algunas zonas de Nevada. Además, consume grandes volúmenes de agua en lugares que apenas pueden permitírsela.

"La evaporación solar por sí sola no puede satisfacer la demanda futura", afirmó  Ngai Yin Yip , profesor asociado de  Ingeniería de la Tierra y del Medio Ambiente en la Universidad de Columbia. "Además, existen salmueras prometedoras ricas en litio, como las del Mar de Salton en California, donde este método simplemente no se puede utilizar".

A diferencia de los métodos convencionales de recuperación de litio, el proceso S₃E no requiere de aglutinantes químicos ni de un procesamiento posterior extenso. En cambio, aprovecha la interacción de los iones de litio con las moléculas de agua en un sistema de disolvente que modifica su comportamiento según la temperatura. A temperatura ambiente, el disolvente extrae el litio y el agua de la salmuera. Al calentarse, libera el litio, junto con el agua, en una corriente purificada y se regenera para su reutilización.

Un enfoque con un potencial enorme

En pruebas de laboratorio realizadas con salmueras sintéticas inspiradas en el Mar de Salton, una región geotérmica del sur de California que se estima contiene suficiente litio para abastecer a más de 375 millones de baterías de vehículos eléctricos, el sistema recuperó casi el 40 % del litio en tan solo cuatro ciclos con el mismo lote de disolvente. Esto sugiere una vía viable hacia el funcionamiento continuo.

"Esta es una nueva forma de extraer litio directamente", dijo Yip. "Es rápida, selectiva y fácil de escalar. Además, puede funcionar con calor residual de baja calidad o con paneles solares".

El equipo recalcó que se trata de un estudio de prueba de concepto. El sistema aún no se ha optimizado en cuanto a rendimiento o eficiencia. Sin embargo, incluso en esta fase inicial, S3E parece lo suficientemente prometedor como para ofrecer una alternativa a las balsas de evaporación y la minería de roca dura, los dos métodos que predominan actualmente en la cadena de suministro de litio y que conllevan importantes desventajas.

A medida que la transición global hacia la energía limpia cobra impulso, tecnologías como S3E podrían desempeñar un papel crucial para mantenerla en el buen camino, al permitir extraer litio de forma más rápida, más limpia y de más lugares que nunca.

"Hablamos constantemente de energía verde", dijo Yip. "Pero rara vez hablamos de lo contaminantes que son algunas de las cadenas de suministro. Si queremos una transición verdaderamente sostenible, necesitamos métodos más limpios para obtener los materiales de los que depende. Este es un paso en esa dirección".