Investigadores presentan un método para extraer litio del agua de mar
Investigadores de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) de Arabia Saudí han informado del desarrollo de un sistema económicamente viable para extraer litio de gran pureza del agua de mar.
Se dice que esto es posible gracias a una célula electroquímica que contiene una membrana cerámica hecha de óxido de litio, lantano y titanio (LLTO). La estructura cristalina del LLTO contiene orificios a través de los cuales los iones de litio pueden caber sin más y dirigirse a una cámara separada; los iones metálicos más grandes, en cambio, quedarán bloqueados. "Nunca antes se habían utilizado membranas de LLTO para extraer y concentrar iones de litio", afirma el desarrollador Zhen Li.
Los investigadores afirman haber probado la célula con agua de mar del Mar Rojo. A una tensión de funcionamiento de 3,25 voltios, se produjo hidrógeno en el cátodo y gas cloro en el ánodo. El agua que contenía litio se acumuló en una cámara lateral detrás de la membrana LLTO. Tras otros cuatro ciclos de tratamiento, este líquido había alcanzado una concentración de litio superior a 9.000 ppm.
A partir de esta solución, debería ser posible obtener fosfato de litio sólido, que sólo contiene trazas de otros iones metálicos. Esto significa que el material es lo suficientemente puro como para cumplir los requisitos de los fabricantes de baterías, afirman los saudíes.
"Seguiremos optimizando la estructura de la membrana y el diseño de la célula para mejorar la eficacia del proceso", afirma el jefe del grupo, Zhiping Lai. Su equipo también espera colaborar con la industria del vidrio para producir la membrana LLTO a gran escala y a un coste asequible. Los investigadores no dan detalles sobre cuándo podrían estar disponibles estas membranas en mayores cantidades.
Los planes para extraer litio del agua de mar no son nuevos; IBM Research ya informó sobre materiales para baterías a partir del agua de mar en finales de 2019. Aunque los océanos contienen incomparablemente más litio que las reservas en tierra firme, el material sólo se encuentra en el agua de mar en concentraciones extremadamente bajas. En su informe, la KAUST menciona una concentración de litio de sólo 0,2 ppm, mientras que la presencia de litio en los océanos es unas 5.000 veces mayor que en tierra.
Para extraer este litio a gran escala se necesitaban enormes cantidades de agua de mar con los métodos de los proyectos de investigación anteriores y, por tanto, también mucha energía para bombear estas cantidades de agua a través de las instalaciones. Se supone que el método de los saudíes resuelve este problema. Según su informe, estiman que con su desarrollo sólo se necesitarían cinco dólares de electricidad para producir un kilogramo de fosfato de litio con la célula. A esto habría que añadir el valor del hidrógeno y el cloro producidos. Además, el agua de mar restante podría transformarse en agua dulce en plantas desalinizadoras. Esto compensaría "con creces" los costes.
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