Ya sea para almacenamiento en red, electromovilidad o electrónica portátil, las baterías de iones de litio se han convertido en parte integrante de nuestras vidas. Cada año se extraen millones de toneladas de litio para su producción, pero muy lejos de Alemania. Sin embargo, un invento del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) podría hacer posible ahora una extracción económica también aquí, en Alemania. El litio se extraerá de las aguas profundas de la cuenca del Alto Rin mediante plantas geotérmicas mínimamente invasivas.
Un tesoro mineral se esconde en las capas rocosas profundas del Alto Rin: disuelto en depósitos de agua termal salada, hay cantidades considerables del elemento litio: "Según nuestros conocimientos, podría ser de hasta 200 miligramos por litro", dice el geocientífico Dr. Jens Grimmer, del Instituto de Geociencias Aplicadas (AGW) del KIT: "Si explotamos consecuentemente este potencial, podríamos cubrir una parte considerable de nuestra demanda en Alemania". En la actualidad, Alemania es un importador neto de la codiciada materia prima, necesaria sobre todo para la producción de celdas de baterías para vehículos eléctricos y, por tanto, de gran importancia para el programa de protección del clima del Gobierno alemán. Las importaciones proceden de los típicos países productores de Chile, Argentina y Australia, que representan más del 80% de la producción mundial.
Lo que ha impedido hasta ahora la utilización de las reservas nacionales ha sido la falta de un proceso adecuado para explotar este recurso de forma rentable, respetuosa con el medio ambiente y sostenible. Junto con su colega de investigación, la Dra. Florencia Saravia, del centro de investigación de la Asociación Técnica y Científica Alemana para el Gas y el Agua (DVGW) en el Instituto Engler-Bunte (EBI) del KIT, Grimmer ha desarrollado un proceso de este tipo, para el que el KIT ha presentado ahora una solicitud de patente. "En un primer paso, los iones de litio se filtran del agua termal y se concentran en un segundo paso hasta que el litio puede precipitarse en forma de sal", explica Grimmer.
Mínimo daño medioambiental de la extracción nacional de litio
En comparación con los métodos tradicionales de producción de litio a partir de lagos salados sudamericanos y roca dura australiana, el proceso de Grimmer-Saravia ofrece algunas ventajas decisivas: Utiliza la infraestructura existente de plantas geotérmicas, por las que fluyen hasta dos mil millones de litros de agua termal al año. A diferencia de la minería tradicional, esto significa que apenas se produce sobrecarga y se minimiza el consumo de suelo. Como el agua termal se devuelve al subsuelo tras su uso, no se liberan sustancias nocivas y no se interrumpe la producción geotérmica de electricidad y calor. El litio puede extraerse de forma continua en cuestión de horas en el ciclo del agua termal de la planta geotérmica, mientras que el enriquecimiento en los lagos salados sudamericanos lleva varios meses y depende en gran medida de las condiciones meteorológicas. Las lluvias torrenciales pueden retrasar la producción 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, necesarios en la tecnología láser y de vacío, por ejemplo.
Al aprovechar las posibilidades técnicas y energéticas de una planta geotérmica, este proceso también se distingue muy positivamente de los tradicionales en cuanto a suhuella de carbono. "Exportamos muchos problemas medioambientales a terceros países para mantener y mejorar nuestro nivel de vida. Con este proceso, podemos cumplir con nuestra responsabilidad y extraer materias primas importantes para las tecnologías modernas de forma respetuosa con el medio ambiente en nuestra propia puerta", afirma Saravia. "También podemos establecer cadenas de valor regionales, crear empleo y reducir al mismo tiempo las dependencias geopolíticas".
Cientos de toneladas de litio al año en una sola planta
Junto con socios de la industria, los dos científicos están desarrollando ahora una planta de prueba para la extracción de litio. Este primer prototipo, que se instalará en una planta geotérmica del Alto Rhin, extraerá inicialmente unos pocos kilogramos de carbonato o hidróxido de litio. Si las pruebas tienen éxito, está prevista la construcción de una planta a gran escala. Entonces sería posible producir varios cientos de toneladas de hidróxido de litio al año por planta geotérmica. Según los datos actuales, el potencial en el Graben del Alto Rin en la parte alemana y francesa asciende a varios miles de toneladas de litio extraíble al año.
