Dos nuevos métodos para extraer litio de la salmuera

aalrededor del 60% Del litio del mundo, un metal de gran demanda en la industria de las baterías, proviene de estanques de evaporación, como los que se muestran en los desiertos de Argentina, Bolivia y Chile. Estos estanques pueden contener áreas individuales de 60 km² o más con salmuera rica en litio bombeada desde el subsuelo. Luego, esta solución de salmuera se concentra, como el nombre de los estanques lo indica, en ellos por evaporación, luego de lo cual se trata para purificarla de otros minerales, como el sodio y el magnesio, y el litio se precipita en forma de carbonato de litio.

Todo esto lleva tiempo, a menudo hasta dos años. El proceso de purificación es complejo e ineficaz. Como resultado, solo alrededor del 30% del litio en la salmuera original llega al mercado.

Sin embargo, una empresa estadounidense llamada EnergyX planea cambiar eso. Usando una membrana de polímero desarrollada por Benny Freeman de la Universidad de Texas en Austin, la compañía pretende, a partir de finales de este año, filtrar litio directamente de la salmuera. El Dr. Freeman dice que la planta piloto de la compañía, que podrá acomodar un contenedor de envío estándar, debería poder manejar millones de litros de salmuera por día. Una vez que se complete el proceso, se cree que podrá extraer al menos el 90% del litio dentro de la salmuera.

hablando en AAAS El Dr. Freeman explicó en la reunión que su inspiración fueron los canales de proteínas que controlan el flujo de iones metálicos dentro y fuera de las células biológicas. El canal de potasio, por ejemplo, es 10.000 veces más permeable a los iones de potasio que el de sodio. Las modernas herramientas de imagen y las supercomputadoras han revelado la estructura de estos canales, lo que permite su imitación.

El resultado es una membrana perforada con poros del tamaño de un nanómetro hechos de anillos de átomos de carbono y oxígeno cuidadosamente dispuestos para permitir el paso de iones de litio mientras se ralentiza el paso de otros, como el sodio. Inicialmente, estas membranas enriquecen los niveles de litio en la salmuera antes de que ingrese a los estanques. Al final, pueden reemplazar los estanques generando una solución pura y concentrada de hidróxido de litio apta para uso industrial inmediato.

Otra forma de mejorar la eficiencia de los estanques en la reunión fue propuesta por Seth Darling del Laboratorio Nacional Argonne en Illinois. La vaporización real es principalmente por el calor entregado como luz solar. Pero mucho de esto se pierde. O calienta el agua debajo de la superficie del estanque, que, si no entra en contacto con el aire, no está disponible para la evaporación, o se vuelve a irradiar antes de que tenga la oportunidad de liberar moléculas de agua.

El Dr. Darling descubrió que cubrir un estanque con una sustancia que convierte rápidamente la luz en calor detendría estas desafortunadas pérdidas al enfocar el efecto de calentamiento en la superficie del estanque, promoviendo así la evaporación. Siempre que este material también sea poroso, permite que el vapor de agua resultante pase y salga al aire, para ser expulsado. Su primer intento fue con tinta de caligrafía china, que era pegajosa, negra y absorbente de luz, y funcionó bien, excepto que eventualmente (como ocurre con la tinta) se disuelve en agua. Ahora, sin embargo, prefiere el carbón vegetal, que también tiene la ventaja ecológica de estar hecho de desechos agrícolas.

El resultado, dice el Dr. Darling, es un proceso que puede convertir la luz solar incidente en calor sobre la superficie del agua con una eficiencia de casi el 100%. Además de mejorar la extracción de litio, esto también podría ayudar a industrias, como el fracking y la minería, que tienden a acumular grandes depósitos de aguas residuales como subproducto de sus actividades. También se puede utilizar de forma económica para convertir el agua de mar en agua dulce, capturando el vapor de agua a medida que se evapora.

Además, si las ideas del Dr. Freeman y el Dr. Darling pudieran eliminar la necesidad de utilizar grandes piscinas de evaporación, esto abriría nuevas fuentes de litio. El Mar de Salton, un lago en el sur de California, contiene grandes cantidades de la sustancia, y en Texas gran parte del agua subterránea que se libera como efecto secundario de la producción de petróleo es rica en ella. Desafortunadamente, ninguno de estos lugares tiene grandes extensiones de tierra sin valor que se requieren para los tipos de estanques de evaporación ineficientes que se usan en América del Sur. Reducir el tamaño de esos estanques, o incluso eliminarlos por completo, cambiaría eso. ■

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Este artículo apareció en la sección de Ciencia y Tecnología de la edición impresa bajo el título «Filter Feeders»