Batería baja: conecte el cargador o bucee hasta el fondo de un lago en busca de litio

En Bolivia hay un lugar donde se puede pasear por las nubes. El cielo y el suelo se funden en los más de 10.000 kilómetros cuadrados del salar de Uyuni, el mayor desierto de sal del mundo y la mayor fuente mundial de litio del globo. Sin embargo, Bolivia no lidera la producción de este metal imprescindible para que tu amado 'smartphone' funcione. Años después de que Evo Morales anunciara la nacionalización de los hidrocarburos, el país está trabajando en la industrialización de su litio. Va a invertir 600 millones de euros en su extracción, con el apoyo de socios extranjeros como China. 

El Servicio Geológico de Estados Unidos no incluye por el momento el litio boliviano en las 13,5 millones de toneladas que constituyen las reservas mundiales de litio económicamente recuperables, de un total de 39,5 millones de toneladas de recursos.

Ahora bien, si el año pasado la demanda de litio fue de unas 33.000 toneladas, el 29% va destinado a las baterías (y cada vez se venderán más dispositivos dispositivos que las necesiten), se espera que el mercado de los coches eléctricos despegue gracias a las baterías de iones de litio (Tesla planea vender 500.000 vehículos eléctricos anualmente a partir de 2020) y Elon Musk pretende que lleguen incluso a nuestro hogar, ¿cuándo comenzará a escasear el litio?

Según el Instituto Tecnológico Federal de Zúrich, se necesitan 150 gramos de litio para almacenar 1 kWh en un automóvil eléctrico. Si tomamos como modelo la batería del flamante Tesla Model S, con capacidad de 85 kWh, sería necesaria una quinta parte de la demanda de litio de 2014 (6.375 toneladas) para que se cumpliera cada año el objetivo del hombre que quiere bombardear Marte. ¿Habrá por tanto problemas de suministro en un futuro con las reservas actuales? ¿Se están buscando alternativas? 

Recursos de litio en el mundo | Create your own infographics

EL 'TRIÁNGULO DEL LITIO', UN TESORO DE ORO BLANCO

El litio es el trigésimo tercer mineral más frecuente, más abundante que el estaño o la plata. De hecho está presente en muchas rocas, el mar o las salmueras. Sin embargo, no es fácil recuperarlo de las rocas pegmatíticas y la concentración de litio en el agua del mar es muy baja, por lo que de momento los salares se han convertido en la principal fuente de producción de carbonato de litio.

En concreto, los de América Latina: Chile y Argentina son dos de los mayores productores de litio del mundo - junto con Australia o China - y una zona situada en las fronteras de ambos países con Bolivia se conoce ya como el 'triángulo del litio', ya que concentra más del 50 % de los recursos mundiales.

Aunque el litio supone actualmente solo un 1% del coste de la batería de nuestro móvil, la dependencia respecto de los países hispanoamericanos sí preocupa ya a algunos expertos, especialmente después de que Buenos Aires anunciara el año pasado su intención de crear Opproli, una OPEP del litio, junto con Bolivia y Chile. “Podemos temer, si se hace un consorcio así, que los precios sean más altos”, señala Jean-Yves Sánchez, investigador del Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería Química de la Universidad Carlos III de Madrid.

Producción de litio mundial | Create bar charts

Los productores “pueden afrontar la demanda actualmente, pero el problema llegará de aquí a unos pocos años, en unos cinco años”, pronostica por su parte Brian Jaskula, experto en litio del Servicio Geológico de Estados Unidos. En 2014, se vendieron 283.000 vehículos eléctricos283.000, un 23% más que en 2013, pero un insignificante porcentaje comparado con las ventas totales de vehículos, que superaron los 85 millones el año pasado. Sin embargo, se espera que el mercado aumente significativamente en los próximos años. 

Por ello, tanto Jaskula como Sánchez creen que las grandes potencias están interesadas en garantizar la estabilidad del suministro de litio con una relativa autonomía, especialmente si los vehículos eléctricos son un éxito. Investigadores y empresas de todo el mundo ya tienen unas cuantas ideas en mente para acelerar la extracción de carbonato de litio de los salares o para conseguir el oro blanco con métodos novedosos, de forma que la escasez de litio no sea un obstáculo para la fabricación de baterías en un futuro. 

1) MÉTODOS Y FUENTES ALTERNATIVAS, ¿SE EXTRAERÁ DEL MAR?

Una vez que las salmueras se bombean de los acuíferos del subsuelo, se almacenan en lagunas de evaporación, un proceso que también podría convertirse en un obstáculo para la producción a gran escala de litio, ya que la evaporación puede durar entre 18 y 24 meses.

Una compañía estadounidense, Simbol Materials, anunció hace unos años que había ideado un novedoso método para incrementar la producción de litio: extraerlo en pocas horas de los fluidos utilizados para la generación eléctrica en las centrales geotérmicascentrales geotérmicas, lo que supuestamente contribuiría a un descenso en los precios.

La empresa pretendía utilizar este método en el mar Salton, el lago más grande de California, al que Tesla también había echado el ojo como posible fuente para su gigafactoría de producción de baterías en Nevada. Sin embargo, Simbol Materials acabó despidiendo hace unos meses a la mayor parte de sus empleados y Musk ha llegado a un acuerdo con otra compañía.

Mientras, la empresa surcoreana POSCO acordó hace unos años con Bolivia la industrialización del litio del salar de Uyuni, además de la explotación del salar argentino de Cauchari, con un método químico que, según ellos mismos defienden, también es mucho más rápido y permite extraer más litio que la simple evaporación. “Es muy pronto para determinar qué van a hacer exactamente”, defiende Brian Jaskula. ¿También hay 'hype' en el sector del litio?  

Más complejo aún es el objetivo que se han marcado algunos expertos japoneses: extraer el litio del agua del mar. Investigadores del Instituto de Energía Oceánica de la Universidad de Saga calculan que el agua del mar contiene 230.000 millones de toneladas de litio, una inmensa cantidad respecto a los recursos que se estiman actualmente. Ahora bien, ni podemos utilizar todos los océanos para conseguir litio ni su extracción es económicamente competitiva en la actualidad.

En el país nipón acaban de desarrollar un método para extraer el litio del agua del mar utilizando una membrana de un material superconductor por el que solo pasaría el litio. Pese a que Tsuyoshi Hoshino, investigador de la Agencia Japonesa de Energía Atómica y creador de este método, nos reconoce que es más caro que los tradicionales, asegura que su “eficiencia energética es buena y es fácilmente escalable”, por lo que continuará mejorando el proyecto. Según sus estimaciones, su técnica estará disponible en diez años para la recuperación de litio en salares y más adelante para la del agua del mar.

“No es económicamente viable ahora. Sin embargo, si la producción del litio se mantiene y la demanda de litio se incrementa, si más y más vehículos utilizan baterías de litio y los precios aumentan, extraer el litio del agua del mar podría ser viable económicamente”, defiende Brian Jaskula. “En este momento no me parece una solución”, señala por su parte Jean-Yves Sánchez, que apuesta por otro método antes que por vaciar el mar: el reciclaje.  

2) RECICLAR LAS BATERÍAS (LITIO INCLUIDO)

El porcentaje de recogida de pilas y baterías de los países miembros de la Unión Europea deberá ser al menos del 45% en 2016, según fija la Directiva europea aprobada en 2006, que además establece un porcentaje de reciclado del 65% en peso de pilas y acumuladores de plomo-ácido, del 75% para los de níquel-cadmio y del 50% para el resto. El texto también señala que los Estados deben fomentar nuevas tecnologías de reciclaje y tratamiento o que su reciclado ha de permitir recuperar miles de toneladas de metales, como el níquel, el cobalto o la plata, pero no alude específicamente al litio.  

Un analista de la consultora Frost & Sullivan explica que solo es rentable recuperar el cobalto y el níquel en el proceso de reciclaje, ya que son metales más caros: reciclar el litio es más costoso que su extracciónmás costoso que su extracción, así que no se recicla generalmente. “Ahora mismo, como las baterías de litio de vehículos son solo una pequeña parte de todas las que se venden, no es suficiente para crear una industria de reciclaje de estas baterías”, opina Jaskula.

“El reciclaje podría ser una buena fuente de litio para baterías cuando el sector de baterías de vehículos eléctricos crezca”, refrenda Farouk Tedjar, fundador y director científico de Recupyl, que cuenta con una planta en Francia en la que se realiza un novedoso proceso del reciclaje. 

Tedjar patentó hace unos años un método hidrometalúrgico para reciclar las baterías, desde las de los móviles hasta las de los vehículos eléctricos, recuperando el 98% de sus metales, entre ellos el litio. Aunque reconoce que actualmente solo se recicla una pequeña cantidad de litio con este método utilizado en una planta piloto, su concentración es mayor que la de las salmueras, y actualmente trabaja con otros fabricantes para diseñar baterías que sean más fáciles de reciclar en un futuro. 

Tesla también pretende recuperar el níquel, aluminio y litio de las baterías antiguas que produzca en su gigafactoría, para después utilizar esos metales en la fabricación de las nuevas. Así que parece que el reciclaje de litio se pondrá de moda cuando por fin se pueda hacer caja con ello.

3) ¿Y SI NOS PASAMOS AL MAGNESIO O AL CALCIO?

El Toyota Mirai, un vehículo que funciona con una pila de combustible de hidrógeno para generar electricidad, acaba de aterrizar en Europa. Con una autonomía similar a la de cualquier autómovil convencional, los vehículos de hidrógeno pueden ser una potente alternativa a los que se alimentan con combustibles fósiles, ya que solo emiten agua al medio ambiente. Sin embargo, para que se popularicen hará falta que exista una red de hidrogeneras similar a la de gasolinerashidrogeneras similar a la de gasolineras, un desafío con el que se tienen que enfrentar los fabricantes.

El investigador Jean-Yves Sánchez cree que las pilas de combustible de hidrógeno podrán hacer frente a las baterías de iones de litio de los vehículos eléctricos en un futuro. Además, este investigador trabaja actualmente para que otro metal del que podemos disponer más fácilmente compita con el litio: el calcio. El calcio es el quinto elemento más abundante en masa en la corteza terrestre y, según este experto, las baterías de calcio podrían tener capacidades similares a las de litio, aunque cree que el primer prototipo de baterías recargables no estará listo hasta dentro de tres o cuatro años.

“Trabajo no se ha hecho, todo está por inventar, pero en esto tenemos toda la autonomía en Europa, lo mismo que con el magnesio, el sodio y el calcio. Todo lo que se conoce como baterías post-litio”, concluye Sánchez.

Aunque no se puede pronosticar todavía cuál será el futuro del litio, en qué año la escasez comenzará a ser un problema o si el sodio, el magnesio o el calcio lo reemplazarán, tú puedes dormir tranquilo: algunos ya están pensando cómo lograr que tú y tus descendientes podáis seguir comprando 'smartphones' a mansalva y leyendo en sus pantallas (lo menos posible) aquello de “batería baja: conecte el cargador”.

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Las imágenes de este artículo son propiedad de Wikimedia Commons (1 y 3) y Steve Jurveston (2)