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Adela Muñoz Paez

¿Dónde está el litio?

El litio, el tercer elemento de la tabla periódica, tiene tres protones en el núcleo y tres electrones en la corteza, uno de los cuales lo pierde con mucha facilidad, convirtiéndose en el ion Li+. Además de ser el más ligero, tras el hidrógeno y el helio, se usa en tratamientos de pacientes con alteraciones mentales porque ha demostrado ser muy eficaz en la estabilización de los estados de ánimo, a pesar de que su efecto sobre el sistema nervioso central no se conoce con exactitud.

Pero el litio tiene otra aplicación más reciente y conocida: es muy útil como ánodo (electrodo negativo) en baterías desechables, debido a su ligereza y elevado y negativo potencial de reducción, por lo que está presente en ellas desde hace más de treinta años. La demanda creciente de fuentes de energía portátiles hizo que, a partir de la década de 1990, se desarrollaran baterías recargables de litio, que hoy son universalmente usadas en los teléfonos móviles, cámaras y otros dispositivos electrónicos. Por la optimización de los procesos implicados en estos dispositivos el estadounidense J. B. Goodenough, el británico S. Whittingham y el japonés A. Yoshino recibieron el Premio Nobel de Química en 2019.

En la batería recargable más usada, el catión litio se desplaza entre un cátodo de óxido de cobalto y un ánodo de grafito a través de un polímero conductor. El catión Li+ gana un electrón en el cátodo convirtiéndose en Li0; para ello requiere energía, porque es un proceso no espontáneo, algo así como cuesta arriba. En el ánodo pierde ese electrón formando de nuevo Li+ en un proceso espontáneo en el que se libera energía. El éxito de las baterías de litio se debe a que tienen una alta densidad de energía, es decir pueden almacenar mucha energía por gramo, y a que el proceso de descarga y recarga puede realizarse un elevadísimo número de veces. Por ello, las baterías recargables de litio se plantearon como la alternativa natural a los motores de combustión interna, responsables de más un cuarto de las emisiones de CO2 totales, de los vehículos de transporte.

Esto hizo que el equilibrio entre oferta y demanda de litio, estable durante décadas, saltara por los aires, dado que la batería de un solo coche eléctrico requiere más de diez kilogramos de litio, cantidad miles de veces superior a la de cualquier dispositivo electrónico que use baterías recargables. El incremento en la demanda de litio ha hecho que su precio haya aumentado más de un seiscientos por cien desde comienzos de año. Esta alza de precios aún no ha tocado techo, pero lo grave es que la capacidad de producción de litio a escala mundial no parece ser suficiente para satisfacer a toda la demanda.

Actualmente, el primer productor de litio del mundo es Australia, país que tiene grandes reservas. Según el instituto geológico estadounidense, un 60% de las reservas del mundo están en el triángulo del litio de Sudamérica, que incluye a Argentina, Chile y Bolivia. Por otro lado, estimaciones recientes de científicos ucranianos indican que en la parte oriental de este país, la ocupada por Rusia, podrían encontrarse las mayores reservas de litio del mundo. No obstante, el país que controla la mayoría de las instalaciones de procesamiento de litio y produce dos tercios de las baterías de litio que se emplean en el mundo es China, entre otras cosas porque empresas francesas, japonesas y francesas le transfirieron su propiedad intelectual en este tema. El procesado de litio se realiza fuera de las fronteras de Europa, Estados Unidos y Japón porque la extracción de este metal es especialmente contaminante. Por ejemplo, se necesitan más de dos millones de litros de agua para procesar una sola tonelada de metal; además, este proceso genera bórax, manganeso y potasio, residuos que contaminan las fuentes de agua.

A la vista de estos datos es evidente que la lucha contra el cambio climático no puede limitarse a sustituir los motores de gasolina o gasóleo por motores eléctricos. Tiene que haber una modificación mucho más profunda que implique cambios en los hábitos de consumo y un estudio científico y geopolítico global de los procesos implicados en las nuevas fuentes de energía, así como de las materias primas necesarias para los mismos, su procesado y reutilización.

Adela Muñoz Páez es catedrática de Química Inorgánica

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