Un material de última generación, con la mayor superficie interna de cualquier sustancia conocida, permite filtrar sal y metales del agua marina, de forma sostenible y eficiente.

Se trata de los marcos orgánicos de metal (MPF): cristales similares a esponjas que se pueden usar para capturar, almacenar y liberar compuestos químicos. En el caso desarrollado en las universidades de Monash y Texas en Austin, filtra la sal y los iones metálicos en el agua de mar, lo que se traduce en agua potable y en la obtención del valioso litio por este procedimiento.

Los investigadores, cuyo estudio se publica en Science Advances, descubrieron que las membranas MOF pueden imitar la función de filtrado, o «selectividad de iones», de las membranas celulares orgánicas.

Con un mayor desarrollo, estas membranas tienen un potencial significativo para realizar las funciones duales de eliminar sales del agua de mar y separar iones metálicos de una manera altamente eficiente y rentable, ofreciendo un nuevo enfoque revolucionario para las industrias del agua y la minería.

Actualmente, las membranas de ósmosis inversa son responsables de más de la mitad de la capacidad de desalinización del mundo y la última etapa de la mayoría de los procesos de tratamiento del agua, pero estas membranas tienen espacio para mejorar en un factor de 2 a 3 en el consumo de energía.

No operan según los principios de la deshidratación de iones ni del transporte iónico selectivo en canales biológicos, el tema del Premio Nobel de Química 2003 otorgado a Roderick MacKinnon y Peter Agre, y por lo tanto tienen limitaciones significativas.

En la industria minera, se están desarrollando procesos de membranas para reducir la contaminación del agua, así como para recuperar metales valiosos. Por ejemplo, las baterías de iones de litio son ahora la fuente de energía más popular para dispositivos electrónicos móviles; sin embargo, a las actuales tasas de consumo, hay una demanda creciente que probablemente requiera producción de litio de fuentes no tradicionales, como la recuperación del agua salada y el proceso de desechos. Si es viable desde el punto de vista económico y tecnológico, la extracción y purificación directa de litio de un sistema líquido tan complejo tendría profundos impactos económicos.

El profesor Huanting Wang de la Universidad Monash dijo: «Podemos utilizar nuestros hallazgos para enfrentar los desafíos de la desalinización del agua. En lugar de confiar en los procesos costosos e intensivos en energía, esta investigación abre el potencial para eliminar los iones salinos del agua de una manera mucho más eficiente energéticamente y ambientalmente sostenible».

Extracción de valioso litio del mar

«Además, esto es solo el comienzo del potencial de este fenómeno. Seguiremos investigando cómo se puede aplicar aún más la selectividad de iones de litio de estas membranas. Los iones de litio son abundantes en el agua de mar, por lo que esto tiene implicaciones para la industria minera que utilizan tratamientos químicos ineficientes para extraer litio de rocas y salmueras. La demanda mundial de litio requerida para productos electrónicos y baterías es muy alta. Estas membranas ofrecen la posibilidad de extraer de forma muy efectiva iones de litio del agua de mar, un recurso abundante y de fácil acceso».

Sobre la base de la creciente comprensión científica de los MOF, Anita Hill, couatora del CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), dijo que la investigación ofrece otro uso potencial en el mundo real para el material de próxima generación. «La perspectiva de utilizar MOF para la filtración de agua sostenible es increíblemente emocionante desde una perspectiva de bien público, mientras que ofrecer una mejor forma de extraer iones de litio para satisfacer la demanda mundial podría crear nuevas industrias para Australia», dijo Hill.

Fuente: europapress.com