Extracción de litio del agua de mar, nuevo método para acelerar el desarrollo de baterías

Se espera que el nuevo método acelere una era de extracción de litio más rápida y ecológica, explica una nota recogida por Interesting Engineering.

Los investigadores han optimizado un nuevo método para extraer litio de fuentes tan extendidas como las aguas subterráneas y el «agua de reflujo» (un subproducto de la fracturación hidráulica y las perforaciones marinas).

Ahora,  investigadores de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular (PME) de la Universidad de Chicago, ha creado un método que muestra cómo determinadas partículas de fosfato de hierro pueden extraer litio del agua de mar con mayor eficacia.

Se espera que el nuevo método acelere una era de extracción de litio más rápida y ecológica, explica una nota recogida por Interesting Engineering.

Extracción eficiente

«Nuestro método permite la extracción eficiente del mineral a partir de líquidos muy diluidos, lo que puede ampliar enormemente las fuentes potenciales de litio», afirma Chong Liu, profesor adjunto de Ingeniería Molecular de la Familia Neubauer.

«Ahora mismo existe un desfase entre la demanda de litio y la producción. Nuestro método permite la extracción eficiente del mineral a partir de líquidos muy diluidos, lo que puede ampliar enormemente las fuentes potenciales de ese recurso».

El método aísla al metal blanco

El método aísla el litio basándose en sus propiedades electroquímicas, utilizando redes cristalinas de fosfato de hierro olivino.

Debido a su tamaño, carga y reactividad, el litio es atraído hacia los espacios de las columnas de fosfato de hierro y olivino, como el agua que se empapa en los orificios de una esponja.

Pero, si la columna está perfectamente diseñada, los iones de sodio, también presentes en los líquidos salobres, quedan fuera o entran en el fosfato de hierro a un nivel mucho más bajo, según el estudio.

Los investigadores comprobaron cómo la variación de las partículas de fosfato de hierro de olivino influía en su capacidad para aislar selectivamente el litio frente al sodio.

«Cuando se produce fosfato de hierro, se pueden obtener partículas de tamaños y formas drásticamente diferentes», explica Gangbin Yan, estudiante de doctorado y primer autor del estudio.

«Para averiguar cuál es el mejor método de síntesis, necesitamos saber cuáles de esas partículas son más eficientes a la hora de seleccionar el litio frente al sodio».

El estudio detalla cómo los investigadores sintetizaron partículas de fosfato de hierro olivino utilizando diversos métodos, lo que dio lugar a partículas de tamaños comprendidos entre 20 y 6.000 nanómetros.

A continuación, estas partículas se agruparon por tamaños y se utilizaron para construir electrodos para extraer litio de una solución débil, según informa Phys.org.

Los investigadores observaron que las partículas de fosfato de hierro demasiado grandes o pequeñas tendían a permitir la entrada de más sodio en sus estructuras, lo que daba lugar a extracciones de este metal menos puras.

«Resultó que había un punto intermedio en el que tanto la cinética como la termodinámica favorecían al litio frente al sodio», explica Liu.

«Tenemos que tener en cuenta este tamaño de partícula deseado cuando elijamos métodos de síntesis para escalar Pero si podemos hacerlo, creemos que podemos desarrollar un método que reduzca el impacto ambiental de la producción de litio y asegure el suministro en este país».

Con el aumento de la demanda de vehículos eléctricos, también se ha disparado la demanda del llamado oro blanco, el mineral necesario para las baterías de iones de litio.

No obstante, los métodos actuales de extracción de litio a partir de minerales rocosos o salmueras son lentos y conllevan elevados costes energéticos y medioambientales.

En cambio, el nuevo método es respetuoso con el medio ambiente y más rápido que otros métodos actuales.

Worldenergytrade.com