Investigadores de Princeton han desarrollado una técnica de extracción que reduce drásticamente la cantidad de tierra y el tiempo necesarios para la producción de litio del agua salada.

Dicen que su sistema puede mejorar la producción en las instalaciones de litio existentes y desbloquear fuentes que antes se consideraban demasiado pequeñas o diluidas para valer la pena.

El litio, un componente vital de las baterías en el corazón de los vehículos eléctricos y del almacenamiento de energía en la red, es clave para un futuro de energía limpia.

Pero la producción de este metal blanco plateado conlleva importantes costes medioambientales. Entre ellos se encuentra la gran cantidad de tierra y tiempo necesarios para extraer litio de agua salada, con grandes operaciones que abarcan decenas de kilómetros cuadrados y que a menudo requieren más de un año para comenzar la producción.

El núcleo de la técnica, descrita en Nature Water, es un conjunto de fibras porosas retorcidas en cuerdas, que los investigadores diseñaron para que tuvieran un núcleo que acepta el agua y una superficie repelente del agua. Cuando los extremos se sumergen en una solución de agua salada, el agua sube por las cuerdas mediante acción capilar, el mismo proceso que utilizan los árboles para extraer agua de las raíces a las hojas. El agua se evapora rápidamente de la superficie de cada cuerda, dejando atrás iones de sal como sodio y litio. A medida que el agua continúa evaporándose, las sales se concentran cada vez más y eventualmente forman cristales de cloruro de sodio y cloruro de litio en las cuerdas, lo que permite una fácil recolección.

Además de concentrar las sales, la técnica hace que el litio y el sodio cristalicen en distintos lugares a lo largo de la cuerda debido a sus diferentes propiedades físicas. El sodio, de baja solubilidad, cristaliza en la parte inferior de la cuerda, mientras que las sales de litio altamente solubles cristalizan cerca de la parte superior. La separación natural permitió al equipo recolectar litio y sodio individualmente, una hazaña que normalmente requiere el uso de productos químicos adicionales.

“Nuestro objetivo era aprovechar los procesos fundamentales de evaporación y acción capilar para concentrar, separar y recolectar litio”, dijo en un comunicado Z. Jason Ren, profesor de ingeniería civil y ambiental y del Centro Andlinger para la Energía y el Medio Ambiente de Princeton y líder de el equipo de investigación. “No necesitamos aplicar productos químicos adicionales, como ocurre con muchas otras tecnologías de extracción, y el proceso ahorra mucha agua en comparación con los enfoques tradicionales de evaporación”.

La extracción de salmuera convencional implica la construcción de una serie de enormes estanques de evaporación para concentrar el litio de salinas, lagos salados o acuíferos subterráneos. El proceso puede llevar desde varios meses hasta algunos años. Las operaciones sólo son comercialmente viables en un puñado de lugares alrededor del mundo que tienen concentraciones iniciales de litio suficientemente altas, una abundancia de tierra disponible y un clima árido para maximizar la evaporación.

La técnica de las cuerdas es mucho más compacta y puede empezar a producir litio mucho más rápidamente. Aunque los investigadores advierten que se necesitará trabajo adicional para escalar su tecnología desde el laboratorio a una escala industrial, estiman que puede reducir la cantidad de tierra necesaria en más del 90 por ciento de las operaciones actuales y acelerar el proceso de evaporación en más de un 20 por ciento en comparación con los estanques de evaporación tradicionales, lo que potencialmente produciría cosechas iniciales de litio en menos de un mes.

Las operaciones compactas, de bajo costo y rápidas podrían ampliar el acceso para incluir nuevas fuentes de litio, como pozos de petróleo y gas en desuso y salmueras geotérmicas, que actualmente son demasiado pequeñas o demasiado diluidas para la extracción de litio. Los investigadores dijeron que la tasa de evaporación acelerada también podría permitir la operación en climas más húmedos. Incluso están investigando si la tecnología permitiría la extracción de litio del agua de mar.

Fuente: europapress.es