El Método Princeton: producción de litio rápida y sostenible a través de cuerdas porosas

Un novedoso enfoque para la producción de litio desarrollado en la Universidad de Princeton reduce drásticamente su impacto ambiental y el tiempo necesario para obtenerlo, allanando así el camino hacia un futuro de energía limpia y sostenible.

El litio es un elemento esencial en la producción de baterías para vehículos eléctricos, almacenamiento de energía y, en realidad, para cualquier dispositivo electrónico de la actualidad.

Pero los métodos convencionales de extracción de litio de agua salada implican grandes extensiones de terreno y un largo periodo de tiempo antes de poder iniciar la producción. 

Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Princeton han diseñado una técnica innovadora que promete transformar la producción de litio. Su método se basa en el uso de cuerdas porosas, que resultan ser un avance tanto en términos de eficiencia como de sostenibilidad.

Método de Producción de Litio de Princeton: 5 Claves

1. Utilización de cuerdas porosas: en el centro de este innovador enfoque se encuentran las cuerdas porosas meticulosamente fabricadas, que permiten una mayor eficiencia en la concentración y recolección de litio y sodio.
2. Capilaridad natural: aprovechando la acción capilar similar a la absorción de agua en los árboles, este método impulsa la extracción de agua salada hacia las cuerdas, facilitando la concentración de sales y la posterior cristalización.
3. Separación natural de litio y sodio: debido a las diferentes propiedades físicas del litio y el sodio, esta técnica logra una separación natural de ambos elementos en diferentes lugares a lo largo de la cuerda, eliminando la necesidad de productos químicos adicionales.
4. Reducción drástica de uso de tierra: en comparación con los métodos tradicionales que requieren vastas extensiones de terreno, este enfoque compacto podría reducir el uso de la tierra en más del 90 %, lo que lo hace más sostenible y económico.
5. Aceleración de la producción: La técnica de cuerdas puede acelerar la evaporación en más de 20 veces, lo que potencialmente permitiría cosechar litio en menos de un mes, en contraposición a los métodos convencionales que pueden durar meses o años.

Fibras porosas entrelazadas por torsión

El proceso se inicia con la torsión meticulosa de fibras porosas para formar cuerdas. Estas fibras tienen un núcleo que atrae el agua y una superficie que la repele.

Cuando los extremos de estas cuerdas son sumergidos en una solución de agua salada, el proceso de acción capilar, similar a cómo los árboles extraen agua desde las raíces hasta las hojas, lleva el agua hacia las cuerdas.

A medida que el agua se evapora en la superficie de cada hilo, se concentran iones de sal, incluyendo sodio y litio. La evaporación continua lleva a la cristalización de estas sales, formando cristales de cloruro de sodio y cloruro de litio en las cuerdas, lo que simplifica el proceso de recolección.

Un aspecto clave de esta técnica es que separa naturalmente el litio y el sodio en lugares distintos a lo largo de la cuerda debido a sus propiedades físicas diferentes. El sodio, de baja solubilidad, cristaliza en la parte inferior de la cuerda, mientras que las sales de litio altamente solubles cristalizan cerca de la parte superior. 

Gracias a ello, la recolección individual de litio y sodio sin necesidad de productos químicos adicionales resulta muy sencilla.

Un método que ahorra agua, espacio y tiempo

El líder del equipo de investigación, Z. Jason Ren, destaca que su enfoque se basa en aprovechar procesos naturales como la evaporación y la acción capilar para concentrar, separar y cosechar litio. Y sin requerir productos químicos adicionales, lo que ahorra una considerable cantidad de agua en comparación con los métodos tradicionales.

Comparado con los extensos estanques de evaporación necesarios en los métodos convencionales, que pueden tardar en comenzar a producir meses o años, la técnica de las cuerdas es compacta y acelera significativamente la producción de litio.

Y, si bien necesita ser escalada desde el laboratorio a nivel industrial, tiene el potencial de reducir el uso de la tierra en más del 90 % y acelerar la evaporación en más de 20 veces, lo que podría generar cosechas iniciales de litio en menos de un mes.

Además, este método compacto y económico podría abrir nuevas fuentes de litio, incluyendo pozos de petróleo y gas abandonados, además de salmueras geotérmicas que antes se consideraban inviables. Incluso podría hacer que la extracción de litio del agua de mar sea una posibilidad.

Los investigadores ya están trabajando en una técnica de segunda generación para mejorar aún más la eficiencia y el rendimiento de este proceso de cristalización rentable y libre de productos químicos.

Esta innovación tiene el potencial de remodelar el futuro de la energía limpia al hacer que el litio sea más accesible, económico y respetuoso con el medio ambiente, contribuyendo así a la transición hacia una sociedad baja en carbono.

Los esfuerzos para llevar esta tecnología al mercado global están en marcha, ofreciendo una solución prometedora a uno de los desafíos energéticos más críticos de nuestro tiempo.