S3E: así es el revolucionario sistema de extracción de litio que cambia las reglas del juego mundial del coche eléctrico

El litio se ha convertido en un recurso estratégico. Este elemento químico es imprescindible para fabricar las baterías que utilizan la inmensa mayoría de coches eléctricos actuales, además de desempeñar un papel fundamental en sistemas de almacenamiento energético y otras tecnologías vinculadas a la transición energética. Sin embargo, a medida que aumenta la demanda mundial de baterías, también crecen las dudas sobre la capacidad de la industria para extraer suficiente litio de forma rápida, eficiente y sostenible. Un nuevo método de extracción de litio denominado S3E plantea un escenario completamente diferente con el que la industria del automóvil eléctrico podría cambiar para siempre.

Precisamente en este contexto aparece esta nueva técnica bautizada como Extracción Selectiva por Solventes Conmutables (S3E), una nueva tecnología desarrollada por investigadores de Columbia Engineering que promete transformar por completo la forma en la que se obtiene este valioso material. La clave de esta innovación no está en encontrar nuevos yacimientos, sino en mejorar el proceso de extracción.

Innovación en el método de extracción de litio

Actualmente, una parte importante del litio mundial procede de salmueras almacenadas en salares. El procedimiento tradicional consiste en extraer esas salmueras y depositarlas en enormes balsas para que el agua se evapore de manera natural. Solo cuando la concentración de litio alcanza un determinado nivel, el material puede enviarse a una planta industrial para su posterior procesamiento químico.

El problema es que se trata de un método lento, muy dependiente de las condiciones climáticas y con un enorme consumo de recursos. Según los datos recogidos por los investigadores, la evaporación utilizada en estos procesos puede requerir alrededor de dos millones de litros de agua por cada tonelada de litio producida. Además, algunos depósitos de salmuera especialmente prometedores no pueden explotarse de esta forma debido a sus características geográficas o climáticas.

Para resolver estas limitaciones nace S3E. La tecnología utiliza un disolvente sensible a la temperatura capaz de capturar selectivamente los iones de litio presentes en la salmuera. Cuando el sistema trabaja a temperatura ambiente, el disolvente absorbe el litio junto con el agua. Posteriormente, al elevar la temperatura, libera el litio en una corriente purificada y queda listo para reutilizarse de nuevo en el proceso.

Una de las grandes ventajas de este sistema es que evita los largos ciclos de evaporación que caracterizan a los métodos convencionales. Además, también elimina el magnesio, uno de los contaminantes que más dificulta la recuperación eficiente del litio en numerosas salmueras.

Los resultados obtenidos durante las pruebas de laboratorio son destacables. El sistema S3E logró una selectividad para el litio hasta diez veces superior a la obtenida con el sodio y hasta doce veces mayor que la conseguida con el potasio, dos elementos que suelen encontrarse mezclados con el litio en este tipo de depósitos.

Potencial para aumentar la producción mundial de baterías

Más allá de la mejora en la eficiencia, esta tecnología podría ayudar a desbloquear reservas de litio que actualmente resultan difíciles o directamente imposibles de explotar mediante evaporación solar.

Los investigadores ponen como ejemplo las salmueras del Mar Salton, en California, una región que se estima que contiene suficiente litio como para abastecer a más de 375 millones de baterías para vehículos eléctricos. Durante los ensayos realizados con salmueras sintéticas inspiradas en este yacimiento, S3E consiguió recuperar cerca del 40% del litio en apenas cuatro ciclos utilizando el mismo lote de disolvente.

Otro aspecto especialmente interesante para la industria del automóvil es que el sistema puede funcionar utilizando calor de baja intensidad procedente de fuentes residuales o de colectores solares, reduciendo así sus necesidades energéticas y mejorando su sostenibilidad. Según los responsables del proyecto, se trata de una tecnología rápida, selectiva y relativamente sencilla de escalar a nivel industrial.

Todo esto llega en un momento especialmente importante para el sector del vehículo eléctrico. La electrificación del parque automovilístico mundial está aumentando la presión sobre la cadena de suministro de materias primas y el litio se encuentra en el centro de esa batalla tecnológica. Si sistemas como S3E consiguen superar la fase experimental y demostrar su viabilidad comercial, podrían acelerar notablemente la producción de litio, reducir el impacto ambiental asociado a su extracción y facilitar el acceso a nuevas fuentes de suministro.

Por ahora, los propios investigadores reconocen que la tecnología sigue en fase de prueba de concepto y que todavía no ha sido optimizada para alcanzar su máximo rendimiento. Aun así, sus primeros resultados permiten vislumbrar una posible solución a uno de los mayores desafíos que afronta actualmente la industria del coche eléctrico, la obtención de suficiente litio para alimentar la creciente demanda mundial de baterías.

Sodio como alternativa a las baterías de litio

Si bien métodos como S3E son un verdadero avance para la industria de las baterías para coches eléctricos, algunos gigantes del sector, como CATL, empiezan a vislumbrar una alternativa real al litio con la que se sustituye a este elemento, cuya extracción es compleja y altamente costosa, por un material aún más abundante y fácil de obtener, el sodio.

Las baterías de iones de sodio se postulan como la gran alternativa a la química del litio y cuenta con algunas ventajas que favorecen su estandarización en los próximos años dentro del sector automotriz. El sodio es el componente principal de la sal común, por lo que se calcula que es unas 1.000 veces más abundante en la corteza terrestre de lo que lo es el litio.

La obtención también es otra clara ventaja del sodio frente al litio. Y es que se puede extraer fácilmente del agua del mar o de la sal de mina, lo que reduce significativamente los costes de los materiales y ayudaría a abaratar las baterías, un componente que, como ya sabrás, es el más caro en un vehículo eléctrico.

A esto se suma que el sodio no depende de las cadenas de las suministro críticas del litio, el cobalto o el níquel, minerales concentrados en muy pocos países, además de que permite utilizar colectores de aluminio en lugar de cobre, abaratando así su producción.

Por último, aunque no por ello menos importante, el sodio funciona de manera óptima en temperaturas extremas sin perder apenas rendimiento, un factor que afecta negativamente a las baterías de litio, mermando su rendimiento y, por consiguiente, reduciendo la autonomía por carga.