Avanza obtención de nanocompuestos para la recuperación de ion litio
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Alumna del Doctorado en Ingeniería de Procesos de Minerales de la UA, Ruth Pulido Ojeda, obtuvo la doble graduación con la Universidad Autónoma de Madrid por el desarrollo de su tesis doctoral en este trabajo.
La creciente demanda de dispositivos electrónicos portátiles y baterías ha provocado un interés cada vez mayor por los compuestos basados en litio. Ahora, un equipo de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en colaboración con la Universidad de Antofagasta y la Universidad Católica de Temuco (Chile), ha publicado una investigación que abre un nuevo enfoque para la aplicación de materiales recuperadores de ion litio basados en óxidos de litio-manganeso.
Concretamente, el trabajo —publicado en la revista Chemical Engineering Journal— demuestra que en óxidos de litio-manganeso (compuestos LMO) existe un comportamiento de liberación de litio que depende de la relación Li/Mn (litio/manganeso).
Como parte del trabajo, los investigadores prepararon por síntesis hidrotermal LMOs con diferentes relaciones Li/Mn, promoviendo la fase laminar rica en litio (Li2MnO3).
Luego estudiaron la morfología, tamaño, cristalinidad, composición química y las propiedades superficiales de los nanocompuestos de LMO y de sus productos delitiados obtenidos tras la liberación. Finalmente llevaron a cabo cálculos teóricos para comprender el comportamiento de desorción de litio de las distintas fases cristalinas de LMO.
Alumna UA
Por parte de la Universidad de Antofagasta, trabajó en este estudio la doctora Ruth Pulido Ojeda, alumna del Doctorado en Ingeniería de Procesos Mineros de la UA que mantiene un convenio de doble graduación con la Universidad Autónoma de Madrid, España.
La nueva doctora obtuvo la nota máxima y la mención Cum Laude. Además, una de sus publicaciones alcanzó el premio al mejor paper del año 2022.
Trabajo
“Nuestro trabajo demuestra que el transporte del litio dentro de cada compuesto LMO puede explicar las diferencias en la eficiencia de liberación. En conjunto, los resultados indican que el proceso de liberación de litio en medio ácido es más fácil de alcanzar para un LMO con una fase cristalina espinela que en fase laminar. Esto sugiere que es necesaria una caracterización exhaustiva de los materiales precursores de compuestos para la retención del ion litio con la finalidad de seleccionar un proceso de liberación adecuado para cada fase cristalina de LMO”, señalaron los investigadores.
Aplicación Industrial
El proceso tradicional para extraer litio desde salmueras requiere una alta tasa de evaporación de agua, lo que lleva meses de evaporación y el uso intensivo de reactivos para purificar las salmueras, debido a la coexistencia de numerosos iones (sodio, potasio, calcio, boro, cloro, magnesio entre otros).
Uno de los mayores problemas industriales es la eliminación del sodio y magnesio. Debido a esto, las disoluciones procesadas deben ser recicladas o sometidas a procesos especiales de purificación con la finalidad de obtener compuestos de litio de alta pureza.
Por esta razón, se hace necesario contar con nuevas tecnologías capaces de afrontar los desafíos industriales, siendo la separación selectiva de litio desde salmueras uno de los puntos críticos del proceso.
En este sentido, la interacción entre la ciencia de materiales, nanotecnología y tecnología de procesos está conduciendo al desarrollo y aplicación de materiales avanzados, que poseen nuevas propiedades y que pueden sobrellevar las dificultades de los procesos convencionales de recuperación de litio desde salmueras.
En este contexto, los compuestos para la retención del ion litio (tamices de iones de litio, LIalta capacidad de retención y selectividad para retener casi en exclusiva litio desde disoluciones acuosas con otros iones.
