Investigadores de la Universidad de Chicago extraen litio con un 99% de pureza mediante electroquímica incluso en soluciones con 1.000 veces más sodio.
- 🔋 Litio con 99% de pureza.
- 🌊 Extracción directa desde agua salina.
- ⚡ Proceso electroquímico de alta selectividad.
- 🧪 Nuevo avance publicado en Nature Communications.
- ♻️ Menor dependencia de métodos mineros tradicionales.
- 🌍 Paso importante hacia baterías más sostenibles.
La carrera por un litio más limpio acaba de dar un paso importante
El litio se ha convertido en uno de los recursos estratégicos de este siglo. Está presente en las baterías de vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento para energías renovables, dispositivos electrónicos e incluso en infraestructuras que ayudan a estabilizar la red eléctrica. El problema es que la demanda mundial crece mucho más rápido que la capacidad de producción.
Diversas previsiones internacionales apuntan a que la oferta de litio podría quedarse muy por debajo de las necesidades previstas para las próximas décadas si continúan utilizándose únicamente los métodos tradicionales de extracción. Esa situación está impulsando una intensa búsqueda de tecnologías capaces de obtener este mineral de forma más eficiente, menos contaminante y con un menor consumo de agua.
En ese contexto, un equipo de investigadores de la Universidad de Chicago ha presentado un avance que podría cambiar la manera de recuperar litio presente en aguas salinas. Su estudio, publicado en Nature Communications, demuestra que es posible obtener litio con un 99% de pureza incluso cuando está mezclado con cantidades muchísimo mayores de sodio.
El gran obstáculo: separar dos elementos casi idénticos
Sobre el papel parece sencillo extraer litio del agua. En la práctica ocurre justo lo contrario.
El gran enemigo es el sodio, un elemento extremadamente abundante en el agua salada y muy parecido al litio desde el punto de vista químico. Ambos poseen una carga eléctrica similar y un tamaño muy próximo, lo que dificulta que cualquier sistema pueda distinguir uno del otro.
En muchas salmueras naturales la proporción puede llegar a ser de 1.000 iones de sodio por cada ion de litio. Esa enorme diferencia hace que los sistemas convencionales pierdan eficiencia o requieran numerosos pasos adicionales de purificación.
Hasta ahora, este parecido químico había sido uno de los principales límites para desarrollar tecnologías de extracción directa realmente competitivas.
Una especie de filtro inteligente impulsado por electricidad
La investigación apuesta por una técnica conocida como intercalación electroquímica, ampliamente utilizada en el funcionamiento de las baterías.
En lugar de evaporar enormes cantidades de agua o emplear grandes volúmenes de productos químicos, el sistema utiliza una corriente eléctrica para introducir selectivamente los iones de litio dentro de un material sólido formado por capas microscópicas.
Esas capas funcionan como si fueran un filtro extremadamente preciso. Los investigadores comprobaron que, controlando cuidadosamente la velocidad con la que los iones penetran en el material, el litio consigue ocupar los espacios adecuados mientras el sodio queda prácticamente excluido.
El material utilizado en este trabajo fue óxido de cobalto y litio, aunque los propios autores consideran que el verdadero valor del descubrimiento reside en comprender el mecanismo físico que gobierna el proceso, más que en el material concreto empleado.
El equilibrio entre velocidad y precisión marca la diferencia
Uno de los descubrimientos más interesantes del estudio tiene que ver con el comportamiento interno de los materiales.
Los científicos observaron que durante la extracción tienen lugar dos procesos simultáneos.
Por un lado, la corriente eléctrica fuerza la entrada de los iones en la estructura del material. Por otro, esos mismos iones intentan reorganizarse de manera natural hasta alcanzar un estado de equilibrio.
Si la corriente es demasiado rápida, ambos procesos dejan de sincronizarse y la eficiencia disminuye. En cambio, cuando la velocidad de inserción se ajusta cuidadosamente y las partículas del material son suficientemente pequeñas, el litio puede entrar y salir repetidamente sin degradar la estructura.
Ese comportamiento reversible permite reutilizar el material durante numerosos ciclos manteniendo una elevada capacidad de separación, un aspecto imprescindible para cualquier aplicación industrial.
Mucho más que un experimento de laboratorio
Aunque todavía se trata de una investigación en fase experimental, el trabajo responde a uno de los grandes retos de la llamada extracción directa de litio (DLE, Direct Lithium Extraction).
Durante los últimos años numerosas empresas de Estados Unidos, Europa, Australia y Sudamérica están desarrollando sistemas capaces de recuperar litio directamente de salmueras geotérmicas, acuíferos o aguas industriales sin necesidad de construir enormes balsas de evaporación.
Esta nueva investigación aporta información fundamental sobre cómo diseñar materiales cada vez más selectivos, algo que puede beneficiar a toda esta nueva generación de tecnologías.
Además, comprender cómo interactúan simultáneamente distintos iones abre la puerta a desarrollar procesos similares para recuperar otros minerales críticos, cada vez más importantes para la transición energética.
El siguiente reto pasa por sustituir el cobalto
Los propios investigadores reconocen que el cobalto no representa la mejor opción para una aplicación comercial a gran escala.
Se trata de un metal relativamente caro y cuya producción mundial se concentra principalmente en la República Democrática del Congo, lo que genera importantes desafíos económicos, ambientales y geopolíticos.
Por ese motivo, el equipo ya plantea adaptar este conocimiento a materiales basados en manganeso y otros metales de transición mucho más abundantes, económicos y fáciles de obtener.
Si se logra mantener la misma capacidad de separación utilizando estos materiales, la tecnología ganaría atractivo para una futura implantación industrial.
Potencial
La electrificación del transporte, el crecimiento del almacenamiento energético y la expansión de las energías renovables dependen, en buena medida, de un suministro estable de minerales críticos. Encontrar formas más eficientes de obtenerlos resulta tan importante como mejorar las propias baterías.
Avances como este acercan la posibilidad de producir litio utilizando procesos más selectivos, con menos consumo de reactivos y una menor presión sobre los recursos hídricos. También ofrecen una oportunidad para aprovechar fuentes de litio que hoy apenas resultan rentables, como determinadas salmueras geotérmicas o corrientes industriales.
A medio plazo, la combinación de nuevos materiales, electroquímica avanzada y energías renovables podría transformar la cadena de suministro del litio, haciendo que las futuras baterías sean más sostenibles desde su fabricación. No resolverá por sí sola el desafío del abastecimiento mundial, claro. Aunque sí representa una pieza muy prometedora dentro de un modelo energético que necesita reducir su dependencia de los combustibles fósiles sin trasladar el problema ambiental a la minería.
Más información: “Asymmetric pathways for lithium extraction and recovery based on the two-phase equilibrium of layered oxides,” Hill et al, Nature Communications, May 8, 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-72755-4
Deja una respuesta