SÍNTESIS DE NANOMATERIALES PARA LA EXTRACCIÓN SUSTENTABLE DE LITIO

ARRUA, EVA CAROLINA

Seminario; CABN | 4to Webinar del Ciclo 2023 | Ambiente - Agro; 2023

Centro Argentino-Brasileño de Nanotecnología (CABN)

En la última década, la demanda de litio se ha incrementado considerablemente debido a su usoen la industria de las baterías de litio-ion, y se espera un aumento de la demanda de sales delitio mucho mayor en los próximos años. La mayor proporción del carbonato de litio y la totalidadde cloruro de litio proviene de las salmueras (de los salares). En este sentido, es importantedestacar que los salares más ricos en litio se encuentran concentrados en una pequeña regiónde Sudamérica, llamada comúnmente el Triángulo del Litio. La metodología actual para extraerlitio a partir de salmueras se denomina proceso evaporítico, brevemente, las salmueras sevuelcan en grandes piletones a cielo abierto donde diferentes sales precipitaran por laconcentración de la salmuera debido a la acción de la radiación solar y el viento. Una de lasprincipales desventajas de este método es la duración del proceso de evaporación, demorandohasta 24 meses, es decir, es un proceso extremadamente lento. Adicionalmente, la extracción delitio de salmueras es intensiva en químicos y entrega importantes volúmenes de desechos, loque genera grandes preocupaciones ambientales. A partir de esto, el objetivo de esta línea deinvestigación es sintetizar, caracterizar y evaluar la performance de nanopartículas (NPs)basadas en óxidos de litio y manganeso (LMO) y su incorporación en membranas conaplicaciones tecnológicas eficientes y sustentables en torno a la recuperación de litio a partir desalmueras.Hasta el momento, hemos desarrollado dos metodologías de síntesis de LMO (síntesis seca ysíntesis hidrotermal), evaluando las NPs obtenidas mediante difracción de rayos X y microscopíaelectrónica de barrido. La capacidad de adsorción de litio fue estudiada a través de cinéticas deadsorción, variando la concentración absoluta de litio en la solución, y concentraciones relativasde otros cationes (comúnmente presentes en salmueras) respecto a litio. Se logró controlar eltamaño de partícula de los sistemas formulados y se comprobó elevada capacidad de adsorciónde litio por parte de las NPs. Posteriormente, las NPs fueron incorporadas en membranaspoliméricas de poliacrilonitrilo y polietilenglicol y se evaluó la afinidad al litio. Se comprobó unaalta selectividad para litio frente a los otros cationes presentes en salmueras. Adicionalmente, seevaluaron las membranas empleando reactores electroquímicos, para la recuperación de litio apartir de salmueras nativas, obtenidas de diferentes salares del triángulo del litio. Los sistemasmostraron alta reversibilidad (adsorción/desorción de litio).A futuro, se espera el desarrollo de nuevos nanomateriales que ofrezcan mejores capacidadesde recuperación de litio por cantidad de material empleado. En este sentido, se busca mejorarsecuencialmente tanto la capacidad de extracción de litio a partir de salmueras, como laciclabilidad de los materiales sintetizados. Para ello, se desea establecer colaboraciones conlíneas de investigación que estén trabajando en el desarrollo y caracterización denanomateriales, así como también, con líneas de investigación relacionadas a la extracciónsustentable de litio.