Un equipo de investigadores de la Universidad de Rice (Houston, Texas) ha desarrollado un sistema innovador basado en soluciones acuosas capaces de recuperar minerales críticos de baterías de ion-litio usadas en cuestión de minutos, un avance que podría aliviar la presión sobre las cadenas de suministro globales y reducir el impacto ambiental asociado al reciclaje de estos dispositivos, cuya demanda sigue creciendo de forma acelerada en sectores como la electrónica de consumo y la movilidad eléctrica.
El estudio, liderado por científicos del Departamento de Ciencia de Materiales y Nanoingeniería de la institución estadounidense, presenta una nueva clase de soluciones de cloruros de amino disueltos en agua que logran extraer metales valiosos con mayor rapidez y menor consumo energético que los métodos tradicionales, los cuales suelen requerir ácidos agresivos o procesos largos y costosos. Según los investigadores, el nuevo sistema permite recuperar la mayor parte de los metales en apenas un minuto a temperatura ambiente.
Disolver los metales
La investigación, llevada a cabo por el estudiante Simon M. King junto con los científicos Pulickel Ajayan y Sohini Bhattacharyya, ha demostrado que es posible obtener altos niveles de recuperación de litio, cobalto, níquel y manganeso mediante un proceso más simple y sostenible que los empleados habitualmente en el reciclaje hidrometalúrgico. Este enfoque consiste en disolver los metales contenidos en baterías agotadas para posteriormente separarlos químicamente, pero hasta ahora dependía de solventes tóxicos o alternativas consideradas “verdes” que presentaban limitaciones operativas.
Entre las soluciones evaluadas, destacó especialmente la basada en cloruro de hidroxilamonio, que alcanzó alrededor del 65% de extracción de metales clave en apenas un minuto y superó el 75% tras periodos ligeramente más largos, todo ello sin necesidad de temperaturas elevadas ni tiempos prolongados de reacción, dos factores que suelen incrementar tanto los costes como el impacto ambiental de los procesos industriales.
Los investigadores atribuyen el rendimiento del nuevo sistema a la combinación de la acidez de la solución, la presencia de iones cloruro y, sobre todo, a la actividad redox del nitrógeno presente en el compuesto, que participa directamente en la disolución de los metales. Este hallazgo permitió identificar que la eficacia del proceso no depende únicamente de parámetros tradicionales como el pH o la polaridad del disolvente, sino también de la funcionalidad química específica de los agentes de lixiviación.
Gestión de residuos
Además de acelerar la recuperación de materiales estratégicos, el uso de agua como disolvente principal reduce significativamente la viscosidad del sistema frente a alternativas orgánicas, lo que facilita el movimiento molecular y acelera las reacciones químicas. Esta característica también simplifica la gestión de residuos y disminuye los riesgos ambientales asociados al reciclaje de baterías.
El estudio demuestra asimismo que los metales recuperados pueden reutilizarse para fabricar nuevos materiales activos para baterías, lo que permite cerrar el ciclo de reciclaje y avanzar hacia modelos más sostenibles de producción tecnológica en un contexto de reservas limitadas y creciente demanda global de minerales críticos.
Los autores sostienen que este enfoque abre la puerta a una nueva generación de tecnologías de reciclaje más eficientes, escalables y menos contaminantes, basadas en la combinación de disolventes de baja toxicidad con propiedades químicas diseñadas específicamente para optimizar la recuperación de recursos estratégicos esenciales para la transición energética.
Deja tu comentario
Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Todos los campos son obligatorios