Quien tiene litio, tiene un tesoro. Eso lo saben muchos de los enclaves del planeta con la capacidad de extraer el “oro blanco” de nuestro tiempo, ese que no mueve montañas, pero casi, si tenemos en cuenta que es el corazón de millones de dispositivos móviles y coches. Sin embargo, tiene un problema. Si seguimos el ritmo de extracción actual, algún día se terminará. Por eso recuperarlo de los residuos resulta clave, y el último descubrimiento apunta a revolucionario.
Recuperando litio. Un laboratorio de la Universidad de Rice acaba de anunciar lo que puede suponer un auténtico hito en el preciado “oro blanco” de la energía limpia. Han descubierto una técnica o método capaz de lixiviar el 87% del litio de residuos de baterías en tan solo 15 minutos.
Para situarnos en perspectiva, lo normal para este tipo de procesos son alrededor de 12 horas mínimo para obtener la misma tasa de recuperación mediante métodos convencionales como el calentamiento por baño de aceite.
Abundancia no significa ilimitado. Esto es clave, porque si bien hemos encontrado un gran número de yacimientos desde el que extraer litio, pronto podría escasear debido a un panorama complejo de abastecimiento afectado por el auge de los vehículos eléctricos (VE), los objetivos de cero emisiones netas y factores geopolíticos.
Pensemos que se espera que el mercado mundial de baterías de iones de litio (LIB) crezca más del 23% en los próximos ocho años, lo que probablemente aumente los desafíos existentes en el suministro de litio. Además, recuperarlo de baterías gastadas es un problema añadido para el medio ambiente y altamente ineficiente.
No solo eso. Las minas tampoco son una solución. Lo contamos hace un tiempo con un ejemplo de lo más gráfico. Además, existen predicciones de que las minas de litio actuales solo podrán producir la mitad de lo que se necesita para satisfacer la demanda en 2030.
El desafío de reciclar. Bajo las circunstancias descritas anteriormente, los investigadores llevan tiempo dándole vueltas a la solución. Tres son las alternativas claras: producir tecnología sin litio, buscar nuevos métodos, o reciclar el litio de baterías usadas. Este último puede llevar mucho tiempo utilizar productos químicos agresivos y dar lugar a la recuperación de menos del 5% de la cantidad total del elemento utilizado originalmente.
El nuevo método. Aquí aparece en escena la Universidad de Rice. Su innovación, como describen, utiliza productos químicos conocidos como disolventes eutécticos profundos (DES), líquidos ecológicos que pueden precipitar el litio y otros metales de una solución. “la tasa de recuperación es tan baja porque el litio suele precipitarse en último lugar, después de todos los demás metales, por lo que nuestro objetivo era averiguar cómo podemos centrarnos específicamente en el litio”, cuenta Salma Alhashim, autora principal del estudio.
Alhashim continúa explicando que “lo conseguimos usando un DES, que es una mezcla de cloruro de colina y etilenglicol, sabiendo por nuestro trabajo anterior que durante la lixiviación en este DES, el litio se rodea de iones de cloruro del cloruro de colina y se lixivia en solución”.
El proceso. El equipo recuerda que, por regla general, un compuesto necesita ser calentado para forzar la precipitación de los metales y, en el caso de los compuestos que contienen litio, un baño de aceite suele proporcionar esa fuente de calor. Pero como decíamos, el proceso lleva bastante tiempo durante el cual los compuestos de litio pueden comenzar a degradarse.
¿Qué hicieron? Decidieron probar con microondas, sabiendo que el cloruro de colina que conduce al aislamiento del litio es bastante bueno para absorber la radiación de microondas. Los resultados los dejaron sin palabras. El aumento de velocidad fue impresionante. Pudieron precipitar el litio casi 100 veces más rápido que con un baño de aceite. De hecho, les tomó tan solo esos 15 minutos recuperar el 87% del litio, un proceso que llevaría 12 horas utilizando un baño de aceite.
Como tu microondas. Para que la gente lo entienda, los investigadores comparan el proceso que se realiza a diario en una casa. “El uso de la radiación de microondas para este proceso es similar a cómo un microondas de cocina calienta los alimentos rápidamente. La energía se transfiere directamente a las moléculas, lo que hace que la reacción se produzca mucho más rápido que los métodos de calentamiento convencionales”.
En definitiva, un método que puede suponer una auténtica revolución adelantándose a un problema que tarde o temprano tocará en la puerta de las baterías de litio. Uno que, según cuentan, incluso podría adaptarse para apuntar a otros elementos ajustando la composición del DES, por lo que podría tener la capacidad de recuperar otros metales (hablan del cobalto o el níquel) de las baterías, además de los beneficios ecológicos del proceso.
Imagen | CSD Jacobs School of Engineering, RawPixel, Kumpan Electric
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