Patente: Nuevo proceso de extracción de litio desde fluidos geotérmicos en Alemania

KIT Campus Sued, Karlsruhe, Germany (source: KIT)

carlos Jorquera 12 Aug 2020

Ya sea almacenamiento de energía de la red, movilidad eléctrica o dispositivos electrónicos portátiles, las baterías de iones de litio se han convertido en una parte integral de nuestras vidas. Millones de toneladas de litio se extraen en lugares lejanos de Alemania para producirlos cada año. Sin embargo, la invención realizada por científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) ahora también podría permitir la minería económica en este país. El plan es extraer litio de las aguas profundas en plantas geotérmicas del Valle del Alto Rin mediante un proceso mínimamente invasivo.

Un tesoro mineral se esconde en formaciones rocosas en las profundidades del valle del Alto Rin: disuelto en depósitos de agua termal salada, cantidades considerables del elemento litio esperan ser explotadas. “Hasta donde sabemos, puede haber hasta 200 miligramos por litro”, dice el geocientífico Dr. Jens Grimmer del Instituto de Geociencias Aplicadas (AGW) de KIT, “Si usamos consistentemente este potencial, podríamos cubrir una parte considerable de la demanda en Alemania”. Actualmente, Alemania es un importador neto del codiciado recurso que se necesita principalmente para la producción de celdas de batería para vehículos eléctricos y, por lo tanto, es de gran importancia para el programa de protección climática del Gobierno Federal. Las importaciones provienen de los países mineros típicos Chile, Argentina y Australia, que representan más del 80 por ciento de la producción mundial.

Hasta el momento, la explotación de las reservas internas se ha visto impedida por la falta de un proceso adecuado para aprovechar este recurso de manera rentable, amigable con el medio ambiente y sostenible. Junto con su colega de investigación, la Dra. Florencia Saravia de la unidad de investigación de la Asociación Técnica y Científica Alemana para el Gas y el Agua (DVGW) en el Instituto Engler-Bunte (EBI) de KIT, Grimmer desarrolló un proceso de este tipo y KIT ahora presentó una patente solicitud para ello. Grimmer, señala que “En un primer paso, los iones de litio se filtran fuera del agua termal y en un segundo paso, se concentran aún más hasta que el litio puede precipitarse como una sal”.

Daño ecológico mínimo en la minería nacional de litio

En comparación con los métodos tradicionales de producción de litio de los lagos de sal de América del Sur y la roca sólida australiana, el proceso Grimmer-Saravia ofrece algunas ventajas clave: La infraestructura existente de plantas geotérmicas, a través de las cuales fluyen hasta dos mil millones de litros de agua termal cada año, puede ser usado. A diferencia de la minería clásica, apenas se produce sobrecarga y el consumo de suelo es mínimo. Dado que el agua termal se devuelve al subsuelo después de su uso, no se liberan sustancias nocivas y la producción de calor y electricidad geotérmica no se ve afectada. El litio se puede extraer continuamente en cuestión de horas en el ciclo del agua termal de la planta geotérmica, mientras que, en los lagos de sal de América del Sur, el proceso de enriquecimiento lleva varios meses y depende en gran medida del clima. Las fuertes lluvias pueden retrasar la producción allí en semanas o incluso meses. Además, el proceso ofrece la posibilidad de extraer del agua termal otros elementos raros y valiosos como el rubidio o el cesio. Estos son necesarios en la tecnología láser y de vacío, por ejemplo.

Dado que el proceso puede utilizar la infraestructura técnica y energética de una planta geotérmica, su balance de CO2 también se destaca muy positivamente en comparación con los procesos tradicionales. Florencia Saravia, señala que “Exportamos muchos problemas medioambientales a terceros países para mantener y mejorar nuestro nivel de vida. Con este proceso, podemos asumir nuestra responsabilidad y extraer importantes materias primas para tecnologías modernas de una manera amigable con el medio ambiente en nuestra propia puerta”, además “Podemos construir cadenas de valor regionales, crear empleos y reducir las dependencias geopolíticas al mismo tiempo”.

Cientos de toneladas de litio al año de una sola planta

Junto con socios de la industria, los dos científicos están ahora en el proceso de desarrollar una instalación de prueba para la extracción de litio. En este primer prototipo de instalación, que se construirá en una planta geotérmica en la Fosa del Alto Rin, se extraerán en un primer paso varios kilogramos de carbonato de litio o hidróxido de litio. Si las pruebas tienen éxito, se planea la construcción de una planta a gran escala. Entonces sería posible producir varios cientos de toneladas de hidróxido de litio por año en cada planta geotérmica. Según los datos actuales, el potencial en la fosa del Alto Rin en los lados alemán y francés asciende a varios miles de toneladas de litio recuperable por año.

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Fuente: KIT (Karlsruhe Institute of Technology) / ThinkGeoEnergy