Un equipo del Max Planck Institute for Sustainable Materials ha desarrollado un método innovador para extraer níquel, cobre y cobalto de los nódulos polimetálicos del fondo marino utilizando plasma de hidrógeno.
Este avance, publicado en Science Advances, podría transformar la forma en que se obtienen metales esenciales para baterías y redes eléctricas, reduciendo drásticamente el impacto ambiental de la minería convencional.
El proceso desarrollado por los investigadores Dierk Raabe y Ubaid Manzoor consiste en reducir los nódulos secos en un horno de arco eléctrico alimentado por energía renovable, usando plasma de hidrógeno en lugar de compuestos de carbono.
“Reducimos los minerales secos con un plasma de hidrógeno directamente en un horno de arco eléctrico alimentado por energía renovable”, explicó Manzoor.
Primero se separa el cobre puro, luego se obtiene una aleación de níquel y cobalto, junto con óxidos de manganeso útiles para baterías. La proporción de metales puede ajustarse según la duración del proceso, lo que facilita su posterior procesamiento.
Beneficios ambientales y energéticos
Este nuevo método reduce las emisiones de CO2 hasta en un 90% frente a los métodos tradicionales, si se usa hidrógeno verde. Este método además reduce el consumo energético en un 20%.
Con este método el producir materiales para fabricar mil millones de baterías generaría 9 mil millones de toneladas de residuos, frente a los 63 mil millones actuales de la minería terrestre.
Actualmente, buena parte de la minería de coltán ocurre en África, en áreas propensas a conflictos y donde el trabajo infantil es común y bajo condiciones peligrosas que han costado miles de vidas. Con el nuevo método se evitaría el trabajo infantil y la deforestación, problemas comunes en la minería de cobalto y níquel en tierra firme.
La demanda de metales críticos está en auge. Solo para redes eléctricas y baterías, se estima que en 2050 se necesitarán:
- 60 millones de toneladas de cobre.
- 10 millones de toneladas de níquel.
- 1,4 millones de toneladas de cobalto.
Esto implica que la demanda de cobre y níquel se duplicará, y la de cobalto podría multiplicarse por cinco.
Dilemas éticos y sostenibilidad
Aunque el método es más limpio, los investigadores reconocen que la minería submarina plantea desafíos ambientales.
“La extracción de estos nódulos en el fondo marino también deja una huella ambiental”, advirtió Raabe.
El equipo busca ofrecer datos para tomar decisiones informadas, comparando los impactos de la minería terrestre y marina.
“Nuestra meta es proporcionar un método sostenible para extraer metales críticos y los datos para tomar decisiones informadas”, añadió Manzoor.
Este desarrollo se enmarca en el debate global sobre cómo equilibrar la transición energética con la protección ambiental.
¿Qué son los nódulos marinos?
Los nódulos polimetálicos son formaciones ricas en metales que se encuentran en el lecho marino, especialmente en la zona Clarion-Clipperton del Pacífico. Hasta ahora, su explotación ha sido limitada por los desafíos técnicos y éticos que implica la minería submarina. Estos nódulos están compuestos principalmente por manganeso, níquel, cobalto, cobre y otros metales raros en menor proporción. Se forman lentamente, a lo largo de millones de años, por la acumulación de minerales alrededor de un núcleo, como un fragmento de concha o roca volcánica. A diferencia de la minería terrestre, los nódulos marinos ofrecen una concentración más alta de estos metales en un solo recurso, lo que podría hacer su extracción más eficiente.
Los nódulos marinos polimetálicos son considerados una fuente alternativa de metales críticos para la transición energética, especialmente para la fabricación de baterías de vehículos eléctricos, redes eléctricas, componentes electrónicos de uso común y equipos electrónicos especializados.