Los recursos de muchos materiales esenciales para las cadenas de suministro que permitirán la transición hacia la descarbonización son limitados. La minería tradicional está plagada de desafíos, por lo que el avance de la energía limpia depende de encontrar nuevas formas de acceder de manera fiable a los materiales críticos.
Promover la seguridad de suministro y la competitividad económica exigirá encontrar nuevas formas de obtener los materiales que necesitamos para muchas tecnologías, como las baterías, los imanes de los motores eléctricos, los catalizadores, las tecnologías energéticas esenciales libres de carbono.
En este sentido, el agua representa una vía poco explorada para adquirir estos materiales. Científicos del Laboratorio Nacional de Argonne, dependiente del Departamento de Energía de Estados Unidos, han publicado recientemente en Advanced Materials una exhaustiva revisión en la que se detallan los distintos mecanismos que permiten extraer materiales críticos de diversas corrientes de agua.
Según Seth Darling, director científico y tecnológico de la Dirección de Tecnologías Energéticas Avanzadas de Argonne, los distintos tipos de agua ofrecen diferentes tipos de recursos materiales. «Los océanos son un recurso tremendo porque las cantidades totales de muchos materiales valiosos e importantes son enormes, pero también están muy diluidos», afirma. «Las aguas residuales también necesitan un replanteamiento: queremos que la gente vea que las aguas residuales no son realmente residuos, sino que son ricas en todo tipo de cosas valiosas».
Darling también señala los acuíferos subterráneos y las salmueras geotérmicas como otras posibles fuentes de materiales valiosos. Entre estos materiales se incluye el litio, cada vez más demandado para las baterías de los vehículos eléctricos y que podría utilizarse para ayudar a descarbonizar la economía. «El litio está en el océano y en las salmueras geotérmicas; se extraería de forma diferente de estas dos fuentes, pero es importante saber cuál es la más barata, tiene el menor impacto ambiental y permite cadenas de suministro seguras», explica Darling. «Para muchos otros materiales, el agua está infraexplorada como fuente, y es algo a lo que estamos prestando cada vez más atención».
Las tecnologías que Darling y sus colegas están explorando para extraer materiales críticos de distintos tipos de agua van de lo tradicional (como las membranas) a lo innovador (como los generadores de vapor solar interfacial).
Omar Kazi, estudiante de doctorado en ingeniería molecular de la Universidad de Chicago que trabaja con Darling, estudia métodos para concentrar corrientes de aguas residuales con el fin de recuperar materiales valiosos. «Eliminar el agua por evaporación es un proceso lento y que consume mucha energía», explica Kazi. «En las salmueras geotérmicas, el agua puede tardar años en evaporarse para poder recuperar el litio que contienen, lo que crea un enorme cuello de botella. La pregunta que nos hacemos es: ¿Cómo podemos hacer que el agua se evapore más rápido?».
Una forma de hacerlo podría ser mediante el uso de materiales fototérmicos porosos, que convierten la luz en calor de forma eficiente. Estos absorbedores de luz actúan como una camiseta negra que se calienta en un día soleado. Ese calor se transfiere al agua directamente al interactuar con el aire circundante, lo que acelera considerablemente la evaporación.
Fuente: Residuos profesional