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Litio, el oro blanco del siglo XXI

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Lo llaman así y, según estimaciones, solo se registran sobre la superficie terrestre 14 millones de toneladas dispersas en pocos países. El litio, el metal más liviano de la tabla periódica, es considerado el impulsor de la revolución microelectrónica, a partir del desarrollo de baterías para dispositivos móviles como notebooks, tablets y celulares.

Descubierto en 1817, el litio empezó a producirse comercialmente 110 años después y su primera gran demanda ocurrió durante la Guerra Fría para controlar el proceso de fusión nuclear, en el que cumple el papel de insumo combustible. Sin embargo, su utilización  a gran escala comenzó con la industria de las baterías cuando reemplazó al níquel como sustrato químico básico, representando hoy cerca del 95% de las baterías en circulación.

Pero esto no es todo, se prevé aún que su demanda se incrementará exponencialmente por el rol fundamental que cumplirá, en los próximos años, para hacer factible la implementación masiva de los autos a propulsión eléctrica en reemplazo de los motores de combustión interna.

Ahora la pregunta es, ¿dónde entra la nanotecnología en todo esto? Para empezar se podría decir que las baterías de ion-litio,  que usamos hoy en día en los celulares y computadoras portátiles, fueron posibles, en cierta medida hace aproximadamente 10 años atrás, a partir de un salto tecnológico significativo que, al combinar materiales como el fosfato-hierro-litio, el óxido de litio-manganeso y el níquel-litio – todos con estructuras nanométricas -, permitieron aumentar la capacidad y velocidad de carga y descarga de las baterías, mejorando las alternativas preexistentes de este componente.

Así como la nanotecnología interviene en el desarrollo de un producto final o intermedio como son las baterías, también puede intervenir en otras de las etapas de la “cadena productiva del litio”, como es su extracción. Hay dos grandes fuentes para obtener litio: minerales como el espodumeno o salares  de altura, mucho más ricos en cantidad y fácil y económico de obtener.

Sin embargo, ese proceso no es sencillo; en la superficie y las capas siguientes  de los salares predominan mayormente compuestos como el cloruro de sodio – sal de mesa –  y cloruro de potasio y solo hay a razón de un gramo de cloruro de litio por litro. Los métodos usados actualmente son bastante antiguos y consisten en la colocación de la salmuera, extraída del suelo del salar, en piletas de gran tamaño y poca profundidad, que al interaccionar con la radiación solar, evapora el agua y, por diferencia de solubilidad, van precipitando seguidamente el cloruro de sodio, el cloruro de potasio y queda, finalmente, el cloruro de litio que deberá seguir siendo tratado para su  transformación en carbonato de litio y extracción definitiva.

Sin embargo, este método tiene dos problemas importantes: la utilización excesiva de millones de litros de agua en el desierto y la generación de grandes cantidades de desechos. ¿Hay alguna forma alternativa de obtener litio evitando estos inconvenientes?

Un grupo de investigadores del INQUIMAE (CONICET-UBA) planteó la idea de replicar el funcionamiento de las baterías para obtener litio de salmuera: a partir de una celda electrolítica - que funcionaría como una esponja - , podrá hacer que sus dos electrodos capten de la salmuera, uno de ellos litio y el otro cloruro, de forma selectiva –evitando el potasio y el  sodio – sin usar agua ni agregar químicos, siendo más eficiente y rápido de obtener. Sumado a eso, al funcionar como una batería, este método tiene la capacidad espontánea de generar energía, haciendo al proceso de extracción más sustentable.

Esta idea que ya fue patentada por el CONICET y recibió el primer premio del concurso internacional Bright Minds Challenge (Mentes brillantes), otorgado por la compañía holandesa DSM, deberá ser escalada para efectivamente poder extraer litio en grandes cantidades.

De las reservas mundiales conocidas de litio, la Argentina, Bolivia y Chile se reparten el 65% del total;  los salares del Hombre Muerto, Olaroz y del Rincón en Argentina, Uyuni en Bolivia y Atacama en Chile constituyen lo que se conoce como el “Triángulo del Litio”.

En nuestro país hay una gran cantidad actores que intervienen o tienen posibilidades de hacerlo en la cadena del litio. ¿Podrá la Argentina extraer litio de una mejor manera? ¿Podrá darle valor agregado a esTe comodity que tiene en abundancia? Son preguntas que todavía no tienen una respuesta.

Informe tecno-productivo "La industrialización del Litio y Agregado de Valor Local" del Centro Interdisciplinario de Estudios en Ciencia, Tecnología en Innovación (CIECTI).