UT Austin desarrolla canales de inspiración biológica para filtrar litio
Poros a nanoescala logran una selectividad hasta cinco veces mayor para agilizar la extracción de materiales para baterías.
Por Giovanni Sapere
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Ingenieros químicos de la University of Texas at Austin han diseñado poros artificiales a nanoescala que imitan las membranas celulares biológicas para filtrar iones de litio. Esta innovación química permite el paso del litio mientras bloquea metales competidores como el sodio y el magnesio. Publicado en el Journal of the American Chemical Society, el método ofrece una vía más limpia para extraer materias primas críticas para el almacenamiento de energía.
Replicar membranas biológicas a nanoescala
Las membranas celulares naturales emplean canales de proteínas especializados para regular el paso de iones y moléculas específicos. Investigadores de la University of Texas at Austin recrearon este mecanismo biológico dentro de poros sintéticos artificiales, según informó Interesting Engineering. La invención resultante permite el paso de iones de litio a la vez que restringe elementos competidores que comparten propiedades físicas similares.
«Nuestro objetivo es un proceso más rápido, más limpio y más fácil de operar».
— Manish Kumar, profesor de la University of Texas at Austin
Filtrar elementos para baterías a partir de salmueras complejas
La demanda de litio está creciendo rápidamente debido a su papel fundamental en las baterías de vehículos eléctricos y en la electrónica de consumo. En los entornos de extracción convencionales, como salmueras subterráneas, yacimientos de roca dura y flujos de reciclaje de baterías, el litio permanece mezclado con sodio, potasio, magnesio y calcio. Según Interesting Engineering, en pruebas de laboratorio los nuevos canales artificiales demostraron una selectividad hacia el litio de dos a cinco veces mayor que la de otros transportadores de litio desarrollados recientemente. Los grupos químicos de entrada interactúan con los iones entrantes, y el espacio restringido dentro del poro determina qué partículas pueden cruzar.
Escalar membranas para la separación industrial
El proyecto de investigación fue dirigido por Manish Kumar, profesor de ingeniería civil, arquitectónica y ambiental, y de ingeniería química en UT Austin. El equipo de ingenieros diseñó previamente estructuras afines para separar tierras raras industriales, según Interesting Engineering. Para avanzar hacia la adopción industrial y una posible protección por patente, los investigadores están evaluando cómo integrar estos canales en láminas de membrana más grandes formadas por capas interconectadas de tipo celular compuestas de polímeros o lípidos. A medida que avanza esta innovación, los ensayos futuros deberán evaluar si los canales resisten la exposición a salmueras naturales complejas, dado que las tasas de recuperación comercial y los costes operativos aún no se han determinado.
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