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Innovaciones en baterías: magnesio sin metales y refinado electroquímico de litio

Dos desarrollos complementarios en almacenamiento y refinado buscan sustituir metales caros y procesos contaminantes: un cátodo de grafeno nanoporizado para baterías Mg‑O2 y un refinado electroquímico de litio que utiliza oxígeno y membranas iónicas

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En los últimos avances del sector energético emergen dos líneas tecnológicas que apuntan a reducir costos y la dependencia de metales críticos: por un lado, una batería Mg‑O2 recargable que emplea un cátodo de grafeno nanoporizado sin metales; por otro, un método de refinado electroquímico de litio que transforma sales de litio en hidróxido de litio usando energía, agua y oxígeno. Ambos enfoques prometen alternativas más sostenibles a esquemas actuales basados en litio, platino y procesos termoquímicos intensivos.

El artículo sobre la batería Mg‑O2 fue publicado el 27/02/2026 y describe cómo un cátodo libre de metales, construido con grafeno nanoporizado, puede mantener ciclos repetidos de carga y descarga y ofrecer alta capacidad sin recurrir a materiales costosos. En paralelo, la empresa Mangrove Lithium ha desarrollado una planta piloto y una arquitectura electroquímica para refinar litio que podría aliviar un cuello de botella industrial.

Batería Mg‑O2 con cátodo sin metales

La búsqueda de alternativas al litio ha impulsado la investigación en sistemas de magnesio‑oxígeno. La propuesta central es sustituir electrodos caros por un cátodo de grafeno nanoporizado que actúe como catalizador y soporte poroso. Este diseño pretende ofrecer alta densidad energética y una mayor vida útil al minimizar la dependencia de metales nobles. Además, al ser metal‑free, reduce tanto el coste como los problemas asociados a la extracción y reciclaje de metales raros.

Ventajas y retos técnicos

Entre los beneficios anunciados destacan la capacidad y la posibilidad de ciclos repetidos sin degradación rápida. No obstante, el desarrollo enfrenta desafíos: la estabilidad del grafeno en entornos electroquímicos agresivos, la gestión de subproductos y la integración con electrolitos adecuados que permitan la reversibilidad de las reacciones de oxígeno. Estas barreras son comunes en baterías metal‑aire y requieren optimización de materiales y arquitecturas.

Refinado electroquímico de litio: un cambio de paradigma

Mangrove Lithium propone una alternativa al proceso convencional de conversión de espodumeno mediante varios pasos térmicos y químicos. Su método sustituye reacciones termoquímicas por un electrolizador que separa iones a través de membranas de intercambio iónico. Alimentado con salmuera, agua, oxígeno y electricidad, el sistema genera hidróxido de litio en el cátodo mientras produce ácido sulfúrico recuperable en el ánodo, reduciendo residuos y necesidad de reactivos.

Cómo funciona la celda electroquímica

En la celda, la sal de litio circula por una cámara central; los iones Li+ migran hacia el cátodo a través de membranas selectivas, donde la reacción con oxígeno y agua forma iones hidroxilo que se combinan con el litio para precipitar hidróxido de litio. Al mismo tiempo, los aniones sulfato se desplazan hacia el ánodo y permiten la recuperación de ácido sulfúrico, que puede reciclarse para el proceso de lixiviación. Esta arquitectura reduce subproductos sólidos como el sulfato de sodio que genera el proceso tradicional.

Implicaciones industriales y medioambientales

Si se escala, el refinado electroquímico podría descentralizar la producción de hidróxido de litio, actualmente concentrada en China, y disminuir la huella de carbono asociada al transporte y a las etapas termoquímicas. Mangrove planea iniciar producción en su planta demo en la segunda mitad de 2026, con una capacidad inicial modesta pero suficiente para validar el modelo. La clave para la industrialización será la durabilidad de las membranas iónicas y la optimización de los electrodos basados en oxígeno.

Conjuntamente, la viabilidad comercial de una batería Mg‑O2 con cátodo de grafeno nanoporizado ofrecería una opción de almacenamiento menos dependiente de metales críticos, mientras que el refinado electroquímico ataca el cuello de botella del suministro de componentes para las baterías actuales. Juntas, estas tecnologías podrían reducir costes, diversificar cadenas de suministro y disminuir impactos ambientales si superan los retos de escala, durabilidad y compatibilidad con procesos industriales existentes.

Perspectiva final

Los desarrollos descritos muestran caminos paralelos: uno orientado a sustituir materiales caros en el dispositivo final (baterías), y otro a transformar cómo se obtiene la materia prima crítica (litio). Ambos requieren avances en ingeniería de materiales, control de interfaces y procesos electroquímicos robustos. Su convergencia podría acelerar la transición energética hacia sistemas más sostenibles y menos centralizados.

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Escrito por Staff

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