Litio podría extraerse de salmueras mediante un método innovador que además ayuda a eliminar contaminantes altamente persistentes conocidos como PFAS. Un equipo de investigadores de la Rice University desarrolló una técnica que utiliza estos llamados “químicos para siempre” para recuperar litio de alta pureza destinado a baterías.
Las sustancias perfluoroalquilas y polifluoroalquilas (PFAS) son compuestos fluorados ampliamente utilizados en productos industriales y espumas contra incendios. Son conocidos por su extrema estabilidad química, lo que provoca que permanezcan durante décadas en el suelo y el agua sin degradarse, generando preocupación ambiental en muchos países.
Sin embargo, los investigadores liderados por el químico James Tour y el científico Yi Cheng descubrieron que estos contaminantes también pueden transformarse en una herramienta útil para la extracción de litio desde salmueras altamente salinas, como las presentes en regiones productoras como el desierto de Atacama en Chile.
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Cómo funciona el nuevo proceso de extracción
El método parte de un material que normalmente se considera residuo peligroso: carbón activado saturado con PFAS, utilizado en sistemas de filtración para limpiar agua contaminada.
En lugar de desechar este material, los científicos lo emplean como fuente de flúor para reaccionar con el litio presente en las salmueras.
El proceso se desarrolla en varias etapas:
- Mezcla inicial
El carbón activado cargado con PFAS se mezcla con salmuera de alta salinidad que contiene litio disuelto. - Liberación del flúor
Mediante una técnica conocida como Flash Joule Heating, los investigadores aplican pulsos eléctricos extremadamente intensos que elevan la temperatura por encima de 1.000 °C en milisegundos. - Reacción química
El calor rompe los enlaces carbono-flúor de las moléculas PFAS. Los átomos de flúor liberados reaccionan con los iones de litio presentes en la salmuera, formando fluoruro de litio (LiF). - Separación del litio
Posteriormente, el material se calienta a temperaturas entre 1.676 °C y 2.260 °C, lo que permite vaporizar el fluoruro de litio mientras otras impurezas —como magnesio y calcio— permanecen sólidas.
Este proceso produce un flujo de litio con 99% de pureza y una tasa de recuperación cercana al 82%, lograda en cuestión de segundos.
Aplicaciones en baterías de ion-litio
Los investigadores también probaron el fluoruro de litio obtenido mediante este método en baterías de ion-litio convencionales.
El material recuperado fue incorporado a electrolitos estándar, donde mostró mejoras en la estabilidad y el rendimiento de las baterías en comparación con algunos materiales tradicionales.
Este resultado sugiere que el litio recuperado a partir de PFAS podría integrarse en la cadena de suministro de baterías para vehículos eléctricos y almacenamiento energético.
Ventajas frente a métodos tradicionales
La extracción de litio desde salmueras suele realizarse mediante grandes piscinas de evaporación, donde el agua se evapora durante meses bajo el sol. Este proceso consume enormes volúmenes de agua y puede generar impactos ambientales, especialmente en regiones áridas.
El método desarrollado por Rice presenta varias ventajas potenciales:
- Tiempo de procesamiento mucho menor: minutos en lugar de meses
- Reducción significativa en consumo de agua
- Menor uso de energía comparado con algunos procesos químicos tradicionales
- Eliminación simultánea de contaminantes PFAS
Este enfoque representa una posible doble solución ambiental, ya que permite destruir sustancias químicas persistentes mientras produce litio apto para baterías.
Aunque la tecnología aún se encuentra en fase experimental, los investigadores señalan que podría convertirse en una alternativa prometedora para el procesamiento de salmueras en el futuro, especialmente en el contexto de la creciente demanda global de litio impulsada por la electrificación del transporte y la transición energética.
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