La creciente demanda de baterías de iones de litio, especialmente para utilizarlas en vehículos eléctricos, ha generado una notable crisis de precios, con fluctuaciones considerables en los últimos cinco años, debido a una alta demanda y a la necesidad de ajustar la oferta. Actualmente, el litio para baterías se extrae principalmente de salares en América del Sur (Chile, Argentina, y Bolivia), y de minas de roca dura en Australia. Además, existen operaciones en China y algunas regiones de Estados Unidos.
El litio se puede obtener tanto mediante extracción y refinamiento de depósitos naturales como a través del reciclaje de baterías usadas. Esta última opción ayuda a abordar el desafío ambiental relacionado con la eliminación adecuada de las baterías agotadas.
Los problemas del litio
El litio es un recurso limitado. Su valor es innegable por ser un material ligero con gran capacidad para almacenar energía, Cuanto más se emplee en las baterías recargables de dispositivos portátiles y vehículos eléctricos, menos habrá disponible para otros usos. El mercado de baterías de iones de litio está valorado actualmente en alrededor de 65.000 millones de dólares, pero las proyecciones de los expertos advierten que aumentará un 23% en los próximos ocho años.
Su extracción puede causar daños ambientales, y conlleva problemas geopolíticos en las regiones ricas en litio que pueden poner en riesgo las cadenas de suministro. Además, se sabe que las minas de litio actuales solo podrán satisfacer la mitad de la demanda prevista para 2030.
30 segundos para recuperar el litio de una batería usada
Dada esta situación, es prioritario desarrollar tecnologías de baterías que no dependan del litio, explorar nuevos métodos y fuentes para su extracción, o encontrar maneras de reciclar el litio presente en baterías usadas. Sin embargo, el reciclaje de litio puede ser un proceso lento, utilizar productos químicos agresivos y recuperar menos del 5% del litio originalmente empleado.
Un nuevo método rápido para extraer litio de estas fuentes podría transformar significativamente la disponibilidad de este material. Los investigadores de la Universidad Rice han desarrollado una solución eficiente para la recuperación de litio que recupera hasta el 50% del existente en el cátodo de las baterías de iones de litio usadas en solo 30 segundos. Para ello utilizan disolventes eutécticos profundos (DES), que son líquidos ecológicos capaces de precipitar litio y otros metales de una solución.
Salma Alhashim, coautora principal del estudio publicado en la revista Advanced Functional Materials, explica que el objetivo era buscar específicamente el litio utilizando una mezcla de cloruro de colina y etilenglicol que facilita la lixiviación del litio en la solución.
Tradicionalmente, el proceso de recuperación de litio requiere un baño de aceite para calentar los compuestos, los que es lento y puede llevar a la degradación del litio. Para acelerar el proceso, el equipo de Rice empleó microondas, dado que el cloruro de colina absorbe bien la radiación de microondas. Esto permitió precipitar el litio 100 veces más rápido que con el método convencional, logrando una recuperación del 87% en solo 15 minutos, en comparación con las 12 horas que tomaría con un baño de aceite.
Sohini Bhattacharyya, la otra autora, señaló que el uso de microondas permite filtrar el litio de manera selectiva, similar a cómo un microondas de cocina calienta los alimentos rápidamente. Además, este método puede adaptarse para recuperar otros metales como cobalto o níquel modificando la composición del DES.
Este planteamiento no solo mejora la tasa de recuperación sino que también reduce el impacto ambiental, lo que representa un avance interesante hacia sistemas de reciclaje basados en DES para la recuperación selectiva de metales.
