El litio (Li), junto con el cobalto (Co) y el níquel (Ni), es un elemento clave en las baterías recargables de los vehículos eléctricos y resulta fundamental para la transición energética global. Se prevé que el consumo anual mundial de Li aumente de forma exponencial hasta alcanzar los 5,11 millones de toneladas en 2050, impulsado en parte por el Pacto Verde de la UE, que establece el cambio completo hacia la electromovilidad para 2035.
Sin embargo, los métodos actuales de obtención conllevan graves costes: la extracción de Li a partir de roca causa daños ambientales irreversibles y la destrucción de ecosistemas enteros, mientras que su procesamiento a partir de salmueras en lagos salados consume ingentes cantidades de agua. En Chile, por ejemplo, la minería del litio ya ha agotado suministros hídricos vitales. Por su parte, el cobalto —otra materia prima crítica (CRM, por sus siglas en inglés)— se importa principalmente de la República Democrática del Congo, un mercado marcado por la explotación infantil, y su tasa de reciclaje al final de la vida útil en la UE es de apenas el 22%. El níquel, aunque no está catalogado como crítico, procede a menudo de regiones políticamente inestables; de hecho, el conflicto en Ucrania disparó su precio en marzo de 2022, evidenciando nuestra vulnerabilidad exterior. Más allá de estos elementos, el Banco Mundial estima que se necesitarán más de 3.000 millones de toneladas de minerales y metales (como Cu, Zn o Pb) para desplegar la energía eólica, solar y geotérmica necesaria para contener el calentamiento global por debajo de los 2 °C.
Ante este panorama, el proyecto ELECTROmonoLITH, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC Consolidator Grant), se centra en el intercambio iónico por conmutación electroquímica (ESIX – Electrochemically Switched Ion Exchange). El método ESIX ha surgido como una vía técnicamente viable y significativamente más sostenible para recuperar metales a partir de matrices complejas, ya que permite reutilizar materiales, se puede integrar con paneles fotovoltaicos, minimiza o anula el uso de reactivos químicos externos y no genera contaminación secundaria. Además, ofrece una selectividad excepcional al combinar la electricidad como fuerza impulsora con la inserción de los iones en sitios activos que son complementarios al metal, tanto en topografía como en funcionalidad química.
Sin embargo, alcanzar la concentración y pureza necesarias para la explotación industrial del concentrado metálico es difícil utilizando los electrodos existentes, principalmente derivados del campo de las baterías. Por ello, ELECTROmonoLITH desarrollará electrodos monolíticos impresos en 3D, diseñados específicamente para lograr una separación eficiente y altamente selectiva de litio, cobalto, níquel, platino, paladio y otros metales críticos o tóxicos. El objetivo final es aplicar la tecnología ESIX para extraer de forma energéticamente eficiente estos metales a partir de fuentes secundarias y flujos de residuos, tales como lixiviados de basura electrónica o aguas residuales industriales y del reciclaje de baterías.
