Posible revolución inminente: China crea un dispositivo capaz de extraer litio del mar y desalinizar el agua a la vez

El aumento sostenido de la demanda de baterías ha hecho que la comunidad científica analice con rigor la posibilidad de extraer litio del mar. Y es que frente a los yacimientos terrestres sometidos a presión y a procesos extractivos con alto impacto ambiental, los océanos aparecen como una reserva colosal aún sin explotar a escala industrial.

Sin embargo, transformar esa abundancia en un recurso accesible no ha resultado sencillo hasta ahora. En ese contexto, investigadores chinos han presentado un sistema que promete mejorar de forma notable la captación de litio del mar y, al mismo tiempo, generar agua desalinizada. La propuesta que estamos por revelar involucra un diseño mecánico poco habitual.

¿Por qué los investigadores chinos pretenden extraer litio del mar y no de la tierra?

La investigación fue publicada en la revista Device y aborda un problema central: la producción actual de litio no basta para cubrir el crecimiento acelerado del mercado de vehículos eléctricos y de los sistemas de almacenamiento en red.

Según los autores, la capacidad existente difícilmente podrá satisfacer las necesidades futuras si no se desarrollan métodos alternativos.

Los océanos contienen alrededor de 230.000 millones de toneladas de litio. La cifra es elevada, pero la dificultad radica en su baja concentración: apenas 0,2 miligramos por litro de agua marina. Frente a ello, la concentración de sodio supera los 12.000 miligramos por litro. Esta desproporción convierte la extracción de litio del mar en un reto técnico complejo.

Las técnicas ensayadas en los últimos años (como la intercalación electroquímica, la nanofiltración o la extracción líquido-líquido) han mostrado limitaciones importantes. La presencia masiva de iones de sodio interfiere en los procesos de separación y reduce la eficiencia hasta niveles poco viables para una aplicación industrial.

Otra vía investigada ha sido el uso de tamices de iones de litio, como el óxido de manganeso hidrogenado. Estos materiales presentan cierta selectividad, pero su rendimiento se ve lastrado por la escasa concentración de litio en el agua marina.

Al combinarse con evaporación interfacial, se mejora la captación, aunque surge un nuevo problema: la acumulación de sales bloquea el sistema antes de alcanzar concentraciones útiles.

¿Qué propone China para extraer litio del mar y a la vez generar agua potable?

La propuesta desarrollada en China recibe el nombre de extractor basculante solar, conocido por sus siglas en inglés SPSE. El dispositivo presenta una arquitectura en forma de sándwich: una capa hidrófila capaz de adsorber litio situada entre dos capas hidrofóbicas con propiedades fototérmicas.

El funcionamiento se basa en la evaporación impulsada por la luz solar. La capa superior transforma la radiación en calor, lo que acelera la evaporación del agua. Este proceso genera un flujo capilar que transporta los iones hacia la capa central, donde el litio queda retenido.

Los investigadores explican en el estudio: «En el SPSE, la estera nanofibrosa hidrófila funciona como bomba capilar para el transporte de iones y como depósito para la captura de Li+. Se llena de agua mediante flujo capilar, lo que permite el transporte continuo de iones junto con la evaporación».

El rasgo diferencial del sistema es su inclinación inicial de 30 grados. A medida que se acumulan sales en la parte superior, el peso provoca un movimiento basculante similar al de un balancín. Cuando el extremo cargado se sumerge, las sales se disuelven y el dispositivo recupera su posición inicial, iniciando un nuevo ciclo.

Según los autores: «La configuración de balancín permite que el Li+ se eleve y se concentre a través de la evaporación para superar la cinética de adsorción lenta, mientras que la formación de incrustaciones de sal asociada se elimina mediante el movimiento».

Gracias a este mecanismo, el sistema logró aumentar en 15,5 veces la concentración local de litio, lo que acelera la cinética de adsorción. Además, la separación entre litio y sodio superó un factor de 370.000, un dato relevante para la viabilidad del proceso.

Resultados del SPSE frente a modelos convencionales y la presencia de agua potable

Para evaluar el rendimiento, el equipo comparó el modelo basculante con otro completamente sumergido. Tras 120 horas de ensayo, el extractor tipo balancín mostró una captación de litio un 69% superior respecto al sistema de inmersión tradicional.

La mejora se atribuye a la combinación de evaporación solar y autolimpieza mecánica. Mientras los métodos convencionales sufren obstrucciones por acumulación de sal, el movimiento oscilante del SPSE reduce ese riesgo y permite una operación más continua.

Otro aspecto destacado es el subproducto del proceso. Con ajustes adicionales, el agua resultante puede alcanzar estándares de potabilidad. Los investigadores describen el sistema como un modelo de producción simultánea de litio y desalación de agua marina, lo que amplía su potencial en regiones con escasez hídrica.

Este enfoque podría ofrecer una alternativa más sostenible frente a la minería terrestre, que implica consumo intensivo de agua y alteración de ecosistemas.

Si se consolida, la extracción de litio del mar mediante energía solar reduciría la dependencia de explotaciones en salares y yacimientos continentales.

Los actuales retos que conlleva extraer el litio de los océanos

Pese a los resultados obtenidos en laboratorio, el dispositivo todavía presenta limitaciones. Los tamices basados en manganeso mostraron una degradación del rendimiento del 21,6% tras 30 ciclos de uso, lo que plantea interrogantes sobre su durabilidad.

El equipo sugiere sustituir estos materiales por tamices basados en titanio, con mayor estabilidad estructural. También será necesario adaptar el sistema para funcionar en condiciones reales de océano, donde el pH y la composición química pueden variar respecto a los ensayos controlados.

Otro desafío consiste en garantizar que la captación de litio del mar pueda realizarse sin ajustes químicos adicionales, ya que muchos materiales selectivos requieren entornos alcalinos.

Reducir la necesidad de modificaciones del pH sería clave para una implementación práctica.