Minería marina: ¿una forma económicamente viable para extraer Litio?

Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah desarrollaron lo que creen que es un sistema económicamente viable para extraer litio de alta pureza del agua de mar. El agua de mar contiene más litio que todo el posible litio terrestre, pero su extracción es un desafío ya que su concentración es de 0.1 a 0.2 partes por millón.

Los científicos emplearon creativamente una membrana electrolítica de estado sólido y diseñaron un proceso de membrana activada eléctricamente de forma continua, este proceso enriqueció con éxito el litio de muestras de agua de mar del Mar Rojo en 43000 veces (es decir, de 0,21 a 9013,43 ppm) con una selectividad nominal de Li / Mg de 445 millones. El precipitado de Fosfato de litio tiene una pureza del 99,94%  directamente de la solución enriquecida, cumpliendo así los requisitos de pureza para aplicación en la industria de las baterías de litio. Además, un análisis económico preliminar muestra que el proceso puede ser rentable cuando se combina con la industria de cloro-álcalino.

Se empleó una celda electroquímica que contenía una membrana cerámica hecha de óxido de titanio y litio lantano para extraer iones de litio. Para hacer que el producto final sea lo suficientemente puro como para que cumpla con los requisitos de los fabricantes de baterías, los científicos ajustaron el pH de la solución para entregar fosfato de litio sólido que contiene meras trazas de otros iones metálicos.

El trabajo hecho por los científicos de la Universidad de King Abdullah cita otros trabajos como el liderado por Chong Liu, de hace dos años en el cuál por primera vez, en la extracción se igualaba en 1:1 la cantidad de litio y sodio con un método de electróilisis. Que se puede encontrar en la revista científica Joule.  Uno de los problemas de adquisición de litio del mar por electrólisis era que este proceso atraía otros minerales como el sodio, en el paper de Chong Liu, se resolvió este problema aplicando un voltaje negativo variable, en lugar de aplicar un voltaje negativo constante al electrodo, como habían hecho otros. Primero, aplicaron un voltaje negativo y luego lo apagaron brevemente. A continuación, aplicaron un voltaje positivo, lo apagaron nuevamente y repitieron el ciclo. Al variar el voltaje aprovecharon la propiedad del litio de que tarda más en despegarse del cátodo, mientras el sodio se separa más rápido al aplicar el voltaje positivo.

“Eso duplica la selectividad, al menos”, en comparación con los intentos anteriores de usar electrodos de batería para recolectar litio, dice Chong Liu, científico de materiales de la Universidad de Chicago que anteriormente fue científico postdoctoral en el laboratorio de Cui.

Este avance no fue tan barato como para competir con la extracción de litio en tierra, dice Liu. Sin embargo, dice que su grupo está intentando aumentar la selectividad utilizando otros tipos de electrodos de batería de iones de litio.

El prototipo de los científicos de la Universidad de King Abdullah, que se puede ver en la revista de la Royal Society of Chemistry liderado por Zhiping Lai utiliza tres compartimentos

 

El compartimento de ánodo, de alimentación y el compartimento de cátodo

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El compartimento de cátodo y de alimentación está separado por un cristal de Li 0.33 La 0.56 TiO 0.5 (LLTO Litio Lantano y óxido de Titanio) que es un material super-conductor. Su alta conductividad de iones de litio y alta selección de este elemento frente a otros iones se puede explicar a partir de su estructura cristalina.El prototipo utiliza 3.5 V de alimentación, comparado con los 4.5 V del prototipo de Yi Cui Lab de Stanford y combinado con el proceso de extracción de hidrógeno igualmente realizado por electrólisis, puede hacer de este proceso por fin viable, económicamente hablando. El material obtenido por este prototipo es Fosfato de Litio. Y según información de RT los investigadores estiman que la electricidad necesaria para la producción de un kilogramo del litio costaría unos 5 dólares. Esta suma se compensaría “con creces” por el valor del hidrógeno y cloro, productos secundarios del proceso químico. Por su parte, el agua refinada puede utilizarse en las plantas de desalinización. Entre tanto, el precio semanal actual del litio en la Bolsa de Metales de Londres, el mayor mercado mundial de metales no ferrosos, es de 13,75 dólares por kilogramo.

Importancia del litio

La extracción de litio, que es llamado el petróleo del futuro se vuelve estratégica, por los nuevos hallazgos de su potencial como recipiente de energía, por los automóviles Tesla o cualquier auto eléctrico que utilizará miles de baterías de ión de litio para funcionar.

El F-150 Lightning de Ford

La última semana de mayo fue que se anucnció el F-150 Lightning —una versión totalmente eléctrica del vehículo más vendido en Estados Unidos— fue un hito en la breve historia de los coches eléctricos. El precio de esta camioneta de 530 caballos y casi 3000 kilogramos, cuyo precio se sitúa por debajo de los 40 000 dólares, ha suscitado comparaciones con el Modelo T de Ford, el vehículo al que se atribuye el acceso de la clase media al automóvil. En las primeras 48 horas posteriores al debut de este monstruo que funciona con baterías, Ford recibió unos 45 000 pedidos anticipados, lo que equivale a casi el 20 por ciento de todos los vehículos eléctricos matriculados en Estados Unidos el año pasado.

El F-150 Lightning, junto con los cientos de modelos de vehículos eléctricos que lanzarán los mayores fabricantes de automóviles en los próximos años, sugiere que la revolución de los coches eléctricos se está popularizando. Según NatGeo.

Nuevas problemáticas

Minería Marina

En caso de que las empresas y los países empiecen a utilizar y aceptar estos métodos de extracción ¿Cómo funciona la minería marina? No muchos lo saben, o desean evitar hablar de ella, la situación de los recursos en aguas internacionales siempre ha sido tema de debate, los países y empresas quieren sacar el máximo provecho, pero ninguno lidiar con las consecuencias de contaminación, destrucción o perturbación de hábitats marinos.

 

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