Desarrollan un método sin carbono para extraer níquel y avanzar hacia la electrificación sostenible

Investigadores del Instituto Max Planck para Materiales Sostenibles (MPI-SusMat) han desarrollado un innovador método para la extracción de níquel que promete transformar la industria metalúrgica. Esta nueva técnica, libre de carbono y energéticamente eficiente, podría ser clave para la transición hacia una economía electrificada sin comprometer la sostenibilidad ambiental.

El níquel es un material crítico en la electrificación de infraestructuras y sistemas de transporte, ya que se utiliza en la fabricación de baterías y acero inoxidable. Se estima que su demanda se duplicará para 2040. Sin embargo, la producción convencional de una tonelada de níquel genera cerca de 20 toneladas de CO₂, lo que plantea un serio dilema: ¿estamos trasladando el problema de las emisiones desde el transporte hacia la metalurgia?

Conscientes de esta paradoja, el equipo liderado por el Dr. Ubaid Manzoor y el profesor Isnaldi Souza Filho ha ideado una solución revolucionaria: un proceso de extracción que reemplaza el carbono por plasma de hidrógeno, logrando una reducción de emisiones del 84% y una eficiencia energética hasta un 18% superior si se utiliza electricidad renovable y hidrógeno verde.

“Si seguimos produciendo níquel de forma convencional para electrificar, solo estamos cambiando el lugar del problema”, advierte Manzoor, primer autor del estudio.

Menas de baja ley

El nuevo método permite además utilizar menas de baja ley —que representan el 60% de las reservas mundiales de níquel—, tradicionalmente descartadas por la complejidad de su procesamiento. A diferencia del hierro, cuya reducción es relativamente simple, el níquel en estas menas se encuentra ligado químicamente a silicatos de magnesio o a óxidos de hierro, lo que requiere procesos múltiples y altamente contaminantes.

El avance clave del equipo de MPI-SusMat es un proceso de un solo paso, realizado en un horno de arco eléctrico, que integra las etapas de fundición, reducción y refinado. El resultado es una aleación de ferroníquel lista para ser utilizada en la producción de acero inoxidable, y que con tratamiento adicional puede destinarse a baterías.

“Mediante el control termodinámico del plasma de hidrógeno dentro del horno, conseguimos descomponer la compleja estructura de los minerales sin necesidad de catalizadores”, explicó Souza Filho, líder del grupo “Síntesis Sostenible de Materiales”. Esta innovación no solo reduce drásticamente el impacto ambiental, sino que amplía las posibilidades de aprovechamiento de recursos minerales, haciendo el proceso más económico y viable a gran escala.

El siguiente paso, afirman los investigadores, será la adaptación del sistema para aplicaciones industriales. Para ello, será clave mantener un flujo constante de mena sin reducir hacia la interfaz de reacción, algo que puede lograrse con técnicas industriales existentes como la inyección de gas, el uso de arcos cortos de alta corriente y sistemas de agitación electromagnética.

Además de sus aplicaciones en acero y baterías, los subproductos del proceso, como la escoria, pueden reutilizarse en la industria de la construcción. Y el mismo principio podría emplearse en la extracción de cobalto, otro elemento estratégico para la transición energética.