LA TECNOLOGÍA SE PONE LAS PILAS

Investigadores argentinos desarrollaron una técnica para la extracción de litio, más efectiva y amigable con el medio ambiente. La iniciativa se propone integrar una cadena de proyectos que van desde la extracción del metal hasta la producción de baterías.

Los salares del norte argentino albergan uno de los yacimientos más importantes de litio, un metal super liviano que es utilizado para la fabricación de pilas y baterías que hacen funcionar, desde teléfonos celulares hasta autos eléctricos. La esperanza de una fuente de energía más limpia que los combustibles fósiles y un mercado en continua expansión impulsaron el precio del litio, que en la actualidad se comercializa por 6500 dólares la tonelada.

Desde el comienzo de su explotación en Argentina, el litio fue considerado como un commodity más. Hasta hoy la explotación de este recurso consiste en extraer carbonato de litio, que es el proceso más económico, para luego ser procesado en el extranjero y obtener sales mucho más caras y puras, que son las que se incorporan a las baterías. Sin embargo, y de forma paralela, surgieron proyectos desde el sector académico y de investigación para poder incorporar tecnología local y así aportarle valor al metal tan preciado.

Ernesto Calvo y su equipo del Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (Inquimae) conforman una parte esencial en el camino hacia una industria local y estratégica. Gracias a su trabajo desarrollaron una tecnología innovadora para obtener cloruro de litio, que se emplea en la obtención de litio metálico por electrólisis de sales fundidas en muchísimo menos tiempo que con las prácticas ancestrales que se aplican en la actualidad y a un costo ambiental también menor.

El Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (Inquimae) conforma una parte esencial
en el camino hacia una industria local y estratégica del litio.

Así lo explica el mismo especialista: “El método desarrollado para extraer litio de salmueras de salares de altura consiste en utilizar un reactor electroquímico con dos electrodos, uno selectivo a iones litio y el otro selectivo a iones cloruro. De tal modo que se pone en contacto salmuera, que contiene cloruros de litio, sodio, potasio, magnesio, etc., con los electrodos y pasa una corriente eléctrica por la cual se extraen los iones litio y cloruro en electrodos opuestos. En un segundo paso se reemplaza la salmuera por una solución de cloruro de litio de recuperación y se invierte la polaridad de los electrodos, resultando en la eliminación de cloruro y litio, respectivamente, y la solución se enriquece en cloruro de litio, no afectando el agua y los otros componentes de la salmuera”.

A diferencia de los métodos utilizados por las empresas radicadas en el norte argentino, el proceso diseñado por Calvo es limpio porque no requiere de reactivos químicos. A la vez, utiliza energía solar, es rápido y altamente selectivo. El método reemplazará al proceso por evaporación que obtiene un gramo de litio por litro de salmuera, o sea millones de litros de agua que se pierden por cada tonelada de litio que se saca. Además, los minerales reciben un tratamiento con químicos contaminantes, dejando residuos de cloruro de sodio en el salar.

“La prueba de concepto del método desarrollado funcionó y el CONICET presentó solicitudes de patente en los Estados Unidos, en Bolivia y en Argentina. Actualmente, CONICET cedió a Y-TEC los derechos exclusivos de comercialización y se contrató a la empresa Clorar S.A. para el desarrollo de la ingeniería de concepto del reactor para implementar el método. Se espera en un año contar con una planta piloto”, señala Calvo.

Actualmente, la única explotación comercial de litio en escala es en Hombre Muerto, en Catamarca
y en forma incipiente, en el salar Ollaroz.

Otro aspecto interesante del trabajo de investigación es su articulación con otras iniciativas que fueron surgiendo desde diferentes instituciones y que hoy buscan aliarse para compartir el conocimiento generado y planificar líneas de trabajo en conjunto. El resultado de esta articulación será sin duda la creación en Jujuy del Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas sobre el Litio y sus Aplicaciones. El proyecto ya está en marcha y se propone desarrollar la tecnología suficiente para poder purificar e integrar el litio en baterías que en el mercado internacional cuestan entre 20.000 y 25.000 dólares. El proyecta cuenta con la participación del gobierno provincial, la Universidad Nacional de Jujuy, el CONICET e Y-TEC. También contribuirán investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, de la Universidad Nacional de la Plata y de la Universidad Nacional de Córdoba.

Así resume Calvo el trabajo del Centro: “Tiene como objetivo desarrollar la ciencia y tecnología alrededor del litio, desde la geología, la extracción, su uso en baterías de ion litio para uso electrónico, las futuras baterías de litio aire que darán autonomía a automóviles eléctricos del futuro, sales y componentes de litio para baterías y para otros usos. También formara recursos humanos en relación a las tecnologías del litio”.

“A diferencia del petróleo, donde el país tiene amplia experiencia de muchas décadas, en la química del litio no hay tanta experiencia y, por lo tanto, desarrollar investigaciones y desarrollo de tecnología en este campo es muy importante. Construir una batería no es complicado, lo difícil es que en ciclos sucesivos conserve su capacidad de carga, debido a procesos químicos que deben entenderse y controlarse. Para dominar la tecnología de las baterías de litio como en otros países, debemos conocer más de materiales como carbones porosos, electroquímica de litio, de inserción de iones, óxidos mixtos de inserción de litio, control del tamaño de partículas de estos nanomateriales, difusión, parámetros eléctricos, etc.”, subraya Ernesto Calvo, quien además es miembro del Consejo Científico Asesor de la Universidad de Jujuy, es profesor Titular de la UBA e investigador Superior de CONICET.

Los tiempos de la ciencia y de la industria claramente son distintos. Mientras la investigación madura en beneficios para un uso más sustentable de los recursos naturales, el litio es hoy un insumo urgente para el mercado. Así lo atestigua el anuncio reciente de inversiones públicas y privadas para la explotación de Ollaroz, un salar de 300.000 hectáreas en la puna jujeña.  “Actualmente, la única explotación comercial en escala es en Hombre Muerto, en Catamarca. Están comenzando otros salares y en forma incipiente, en Ollaroz. Sin embargo, toda esta extracción termina en carbonato de litio de bajo valor agregado, seis dólares por kilogramo, que sale por el paso de Jama hacia el pacifico y se le da valor agregado en el exterior. Por esta razón, que el país tenga tecnologías modernas propias es estratégico”, concluye Calvo.

Federico Rey