Investigadores del Instituto Max Planck desarrollan nuevo método de extracción de níquel usando plasma de hidrógeno, reduce las emisiones de CO₂ en un 84 %

Es hasta un 18 % más eficiente energéticamente, especialmente cuando se usa electricidad renovable y hidrógeno verde.

• Demanda de níquel se duplicará para 2040.
• Método convencional emite 20 t de CO₂ por 1 t de níquel.
• Nuevo proceso usa plasma de hidrógeno, no carbono.
• 84 % menos CO₂, 18 % más eficiente energéticamente.
• Aprovecha minas de baja ley (60 % de las reservas).
• Tecnología escalable con técnicas industriales actuales.
• Subproductos útiles en construcción y baterías.

Producción de níquel: un reto climático urgente

La producción de níquel es esencial para la transición energética, ya que este metal se emplea en baterías, aceros inoxidables y imanes de motores eléctricos. Sin embargo, el método convencional para obtenerlo es altamente contaminante: genera aproximadamente 20 toneladas de CO₂ por cada tonelada de níquel. A medida que la electrificación del transporte y la industria avanza, se estima que la demanda de níquel se duplicará para 2040, lo que podría trasladar el problema del carbono desde los vehículos hasta las fundiciones.

Un método innovador y libre de carbono

Investigadores del Instituto Max Planck para Materiales Sostenibles (MPI-SusMat) han desarrollado un nuevo método de extracción mediante plasma de hidrógeno en horno de arco eléctrico. A diferencia del proceso tradicional, este método:

• No utiliza carbono, por lo tanto no emite CO₂ directamente.
• Reduce las minas en un solo paso, evitando etapas como la calcinación o el secado.
• Mejora la eficiencia energética hasta un 18 % si se usa electricidad renovable e hidrógeno verde.
• Permite procesar minas de baja ley, que antes eran desechadas por su complejidad química.

Aprovechamiento de minas desatendidas

Aproximadamente el 60 % de las reservas globales de níquel están en minas de baja ley, con composiciones químicas complejas como silicatos de magnesio o óxidos de hierro. La gran innovación de este método es que realiza la fusión, reducción y refinado en un solo horno reactor, descomponiendo los minerales en especies iónicas más simples sin necesidad de catalizadores. Esto transforma un residuo potencial en un aleación de ferroníquel refinado lista para ser usada.

Escalabilidad industrial viable

Para llevar esta tecnología al nivel industrial, se plantean soluciones ya comunes en metalurgia:

• Arcos cortos de alta intensidad.
• Dispositivos de agitación electromagnética bajo el horno.
• Inyección de gases para mantener la interacción en la zona de reacción.

Estas estrategias aseguran que la masa fundida sin reducir se mantenga en circulación y se exponga continuamente al plasma de hidrógeno.

Subproductos reutilizables

El proceso genera una escoria rica en minerales que puede reutilizarse en la construcción, como materia prima para ladrillos y cemento. Esto reduce residuos y fomenta una economía circular. Además, el mismo principio podría aplicarse a otros metales como el cobalto, vital para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento energético.

Potencial

Este avance tiene implicaciones clave para la sostenibilidad global:

• Descarboniza sectores industriales críticos.
• Maximiza el uso de recursos existentes (minas de baja calidad).
• Reduce la dependencia de procesos extractivos contaminantes.
• Facilita la electrificación sin trasladar el problema a la minería.
• Minimiza residuos y genera materiales secundarios útiles.

Además, al usar tecnologías industriales ya disponibles, su adopción puede ser rápida y rentable.

Vía www.mpie.de