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Por Rafael Santiago Medina
San Juan, 6 jun (INS).- Puerto Rico tiene un recurso económico en las aguas de mar que rodean al país que científicos instan a explorar su potencial: el litio de mar, fundamental en la fabricación de baterías.
Un equipo de investigadores de la universidad china de Nanjing ha estado experimentando con un nuevo método para la extracción de litio a partir de agua del mar, utilizando un proceso de electrólisis alimentado por energía solar.
Actualmente, todo el litio comercial proviene de minerales y salmueras situadas en tierra. Según informes publicados, se estima que la reserva total de litio en tierra supone aproximadamente un total de 14 millones de toneladas.
No obstante, la distribución geográfica de los recursos de litio en tierra es desigual, con más del 98% de las reservas concentradas en Chile, Argentina, China y Australia. Además, la extracción de litio de minerales y salmueras tiene un impacto ambiental significativo, por ser altamente contaminante, por los daños que provoca en el suelo, la contaminación del aire y el agotamiento del agua en el entorno.
Sin embargo, el océano contiene 230 mil millones de toneladas de litio, una cantidad cuatro veces superior a las reservas de litio en tierra. Esta cantidad es además infinitamente superior a la consumida anualmente por la actividad humana, por lo que el impacto de su extracción sobre la concentración de litio en el océano sería insignificante.
En otras palabras, el agua de mar puede actuar como un recurso de litio global prácticamente inagotable.
A pesar de que las reservas de litio en el océano son inmensas, su concentración en agua de mar es muy baja (0.1-0.2 ppm). Los investigadores han propuesto varias estrategias para extraer compuestos de litio del agua de mar, como los métodos basados en la adsorción y la diálisis, pero las tasas de extracción de litio de estas técnicas son relativamente lentas.
Empero, existe un nuevo proceso que ha resultado ser más rápido y controlable, y es incluso capaz de obtener mayor concentración del metal que los procesos de adsorción. El prototipo del dispositivo desarrollado por científicos chinos en Nanjing, puede ser alimentado por un panel solar y puede generar litio metálico directamente durante el proceso de extracción.
Técnicamente, los investigadores de Nanjing usaron un conductor electrolítico de litio en estado sólido (Nasicon) como membrana selectiva de iones de litio, junto con un electrolito aprótico (que no acepta protones) en el cátodo, para crear un compartimento sin protones, en lugar de la habitual solución acuosa empleada en el ánodo de la electrólisis.
Según Sixie Yang, uno de los investigadores del proyecto, “el método permite además recuperar otros elementos del agua del mar variando el tipo de membrana o utilizando otros ánodos selectivos de iones”.
Para la implementación de estos dispositivos a escala marítima “se requieren estudios adicionales de eficiencia energética, que aclaren el impacto de la densidad de corriente en la tasa de producción de litio del dispositivo”, conforme a la investigación hecha en Nanjing.
Otro equipo de científicos en Arabia Saudita ha dado a conocer en estos días, también, una tecnología que permite extraer el litio del agua marina. Estos investigadores pertenecen a la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá.
Los científicos saudíes coinciden en que el océano contiene enormes reservas de litio, cinco mil veces mayores de las que hay en la tierra. Sin embargo, el problema sigue siendo su concentración de aproximadamente entre 1 y 2 partículas por millón (ppm). La presencia mucho más alta de iones de otros metales impide extraer el litio con tecnologías contemporáneas.
El nuevo método, descrito en la revista Energy & Environmental Science, permite aumentar drásticamente esa concentración. Consiste de una celda electroquímica dividida en tres compartimentos. Uno de ellos, donde se ubica el cátodo, está separado de la cámara central por una membrana de óxido de litio, lantano y titanio.
Las aperturas en la estructura cristalina del material son lo suficientemente anchas para que pasen los átomos de litio, pero detienen a los de otros metales. El tercer compartimento, el del ánodo, se separa por una membrana estándar.
El dispositivo fue probado con el agua del mar Rojo. A un voltaje de 3.25 voltios, los iones líticos positivos se acumularon efectivamente en la cámara lateral del cátodo. Después de tres ciclos de refinación adicionales, la concentración de litio presente en la batería supera las 9.000 ppm.
“El ajuste del hP de esa solución produce fosfato de litio sólido que contiene meras trazas de otros iones metálicos (y es) bastante fino para cumplir con los requisitos de los productores de baterías”, señala el comunicado.
La universidad resalta que el método es “económicamente viable”. Los investigadores estiman que la electricidad necesaria para la producción de un kilogramo del litio costaría unos cinco dólares. Esta suma se compensaría “con creces” por el valor del hidrógeno y cloro, productos secundarios del proceso químico.
El precio actual del litio en la Bolsa de Metales de Londres, el mayor mercado mundial de metales no ferrosos, es de 13.75 dólares por kilogramo. INS
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