¿Sin litio para las baterías? No hace falta irse a la Luna

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Un laboratorio en EE. UU. desarrolla tres métodos para extraer magnesio, litio, níquel y tierras raras del mar, y propone acoplarlos a las plantas desaladoras

El océano es, en cierto sentido, la mayor mina del planeta, solo que sus metales están disueltos y repartidos por una cantidad descomunal de agua. En cada litro de mar flotan minerales que hoy resultan estratégicos para las baterías, los imanes y buena parte de la industria moderna. El problema de siempre ha sido cómo sacarlos sin arruinarse en el intento. Un equipo del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) presenta ahora tres formas ingeniosas de intentarlo, empezando por un socio inesperado: las plantas desaladoras.

El níquel se puede extraer de la olivina utilizando un ácido residual producido al separar el agua de mar en una parte básica y otra ácida. Chinmayee Subban | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico
El níquel se puede extraer de la olivina utilizando un ácido residual producido al separar el agua de mar en una parte básica y otra ácida. Chinmayee Subban | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico
Índice
  1. Una mina disuelta en el mar
  2. Magnesio sin los pasos de más
  3. Aprovechar hasta la salmuera
  4. Algas que acumulan metales
  5. Promesa de laboratorio
  6. REFERENCIA

Una mina disuelta en el mar

La abundancia es real. Según calcula Jessica Cross, oceanógrafa química del PNNL, extraer los minerales de apenas el 0,1% del agua del mar bastaría, en teoría, para cubrir las necesidades de magnesio, litio y otros elementos críticos de la humanidad durante más de 50.000 años. Conviene tomar esa cifra como lo que es, una ilustración de la escala del recurso, porque la dificultad reside en la concentración y no en la cantidad disponible. Para hacerse una idea, una piscina olímpica de agua marina contiene unos 2.980 kilos de magnesio, pero solo 0,42 kilos de litio y menos de un gramo de níquel. Sacar esos metales tan diluidos de forma rentable es el auténtico reto. La idea, por cierto, no es nueva: Estados Unidos extrajo magnesio directamente del mar durante 50 años, hasta que en los noventa pasó a importarlo.

Magnesio sin los pasos de más

La primera técnica ataca justamente el magnesio, el elemento más abundante de la lista. El método tradicional, el llamado proceso Dow, es largo y engorroso: mezcla cal con agua de mar en grandes balsas, trata el resultado con ácido clorhídrico y termina con una electrólisis. El equipo de la química Chinmayee Subban, que lidera el proyecto, propone algo más elegante.

Esquema del proceso de electrodiálisis con membrana bipolar. Sara Levine | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico
Esquema del proceso de electrodiálisis con membrana bipolar. Sara Levine | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico

Hace circular el agua de mar en paralelo a una base, como la sosa cáustica, dentro de un reactor de co-flujo. En la estrecha frontera entre ambos líquidos, el magnesio precipita en forma de hidróxido de magnesio de alta pureza, y el propio sólido que se va formando actúa de barrera e impide que el calcio del agua contamine el producto. Con eso se ahorran al menos cuatro pasos del método clásico. La técnica está patentada, y los investigadores proponen acoplar reactores modulares a las plantas desaladoras de la costa, que ya bombean enormes cantidades de agua. En la planta de Carlsbad (California), que procesa 108 millones de galones diarios, ese sistema podría generar unos 524.000 kilos de hidróxido de magnesio al día, más del triple del consumo actual de todo Estados Unidos.

Aprovechar hasta la salmuera

Aquí entra la segunda idea, que resuelve un quebradero de cabeza clásico de la desalación: la salmuera. Tras extraer el agua dulce, las desaladoras quedan con un residuo hípersalado difícil de gestionar. El PNNL lo trata con una técnica llamada electrodiálisis de membrana bipolar, que usa electricidad y membranas especiales para partir esa salmuera en dos corrientes, una alcalina y otra ácida. La corriente alcalina puede devolverse al mar, donde ayudaría incluso a frenar su acidificación, y el ácido, que en principio era un desecho, se reutiliza como agente para disolver metales. Al aplicarlo sobre el olivino, un mineral verdoso con trazas de níquel, el ácido de origen marino extrajo un 37% más de níquel que el ácido clorhídrico comercial de la misma potencia. Un residuo convertido en herramienta.

Algas que acumulan metales

La tercera vía es la más sorprendente y también la más verde. Las algas marinas acumulan minerales críticos en sus tejidos, absorbiéndolos del agua que las rodea hasta alcanzar concentraciones, según el botánico Scott Edmundson, un millón de veces superiores a las del mar circundante. Para recuperarlos, el equipo tritura el alga en una pasta, le añade un líquido ácido y aplica calor para romper los enlaces que atrapan los metales. Su objetivo de partida es rescatar al menos la mitad del contenido mineral, aunque reconocen que lograrlo de forma eficiente aún se les resiste. De paso, estudian cómo transformar la biomasa sobrante en combustible o fertilizante, para que no se desperdicie nada.

Promesa de laboratorio

Toca poner los pies en el suelo, o mejor dicho, en el agua. Todos estos resultados se han logrado a escala de laboratorio, y el propio PNNL admite que todavía no existe una planta de minería oceánica comercialmente rentable. Quedan sin resolver, además, preguntas ambientales de peso, como la gestión de la salmuera, los vertidos químicos o el impacto sobre los ecosistemas costeros, y la vía de las algas está aún dando sus primeros pasos. Detrás del interés hay también una motivación geopolítica evidente: reducir la enorme dependencia occidental de China en tierras raras y otros minerales estratégicos.

Aun con todas esas cautelas, el enfoque tiene una lógica difícil de rebatir, la de exprimir al máximo cada metro cúbico de agua bombeada en lugar de tirar la salmuera y punto. La historia interesa además especialmente en España, uno de los países con más plantas desaladoras de Europa, que cada día mueven ríos de agua marina y arrastran el mismo problema de salmuera que esta tecnología aspira a convertir en negocio. Si estos procesos superan el salto del laboratorio a la costa, nuestras desaladoras podrían dejar de ser solo fábricas de agua dulce para convertirse, de paso, en discretas minas de metales.

REFERENCIA

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