Cómo identificar los minerales críticos usados en baterías

La tecnología de las baterías existe desde hace más de dos siglos y ha evolucionado significativamente hasta convertirse en un componente fundamental de la vida moderna. Las baterías tienen una amplia gama de usos, desde pequeños dispositivos como teléfonos celulares y computadoras portátiles hasta aplicaciones a gran escala como vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía renovable.

La creciente demanda de baterías está impulsando la necesidad de minerales críticos para baterías como el litio, el cobalto y el níquel. Según un informe de la Agencia Internacional de la Energía, la demanda de estos minerales podría aumentar más de 40 veces en los próximos 20 años. Sin embargo, el suministro de estos minerales es limitado y existe una creciente preocupación por los impactos ambientales y sociales de la minería.

La importancia de la tecnología de baterías radica en su potencial para transformar el panorama energético, reduciendo nuestra dependencia de los combustibles fósiles y permitiendo un futuro más sostenible. Sin embargo, a medida que la demanda de baterías continúa creciendo, también lo hace la necesidad de una extracción eficiente de los recursos.

De acuerdo con el informe Resúmenes de productos minerales de 2023 del USGS, aquí hay algunos datos sobre tres de los minerales críticos para baterías que mencionamos anteriormente:

Cobalto

Se pronostica que la producción mundial de minas y refinerías de cobalto aumentará a niveles récord. La mayor parte del cobalto se extrae como subproducto del cobre o el níquel. China fue el principal productor mundial de cobalto refinado, la mayor parte del cual se produjo a partir de cobalto parcialmente refinado importado del Congo (Kinshasa). China fue el principal consumidor mundial de cobalto, con alrededor del 80% de su consumo utilizado por la industria de baterías recargables.

Litio

La producción mundial de litio aumentó un 21% a aproximadamente 130.000 toneladas en respuesta a la fuerte demanda del mercado de baterías de iones de litio y al aumento de los precios del litio. El consumo mundial de litio en 2022 se estimó en 134.000 toneladas, un aumento del 41% con respecto a las 95.000 toneladas de 2021. Debido a la exploración continua, los recursos de litio identificados han aumentado sustancialmente en todo el mundo y suman alrededor de 98 millones de toneladas.

Níquel

La producción minera mundial estimada de níquel aumentó alrededor de un 20% y casi todo el aumento de la producción se atribuyó a Indonesia. La mayor parte del aumento fue facilitada por la puesta en marcha en curso de proyectos integrados de arrabio de níquel y acero inoxidable. Además, varias compañías continuaron desarrollando proyectos para producir hidróxido de níquel-cobalto mixto o mata intermedia que estaban destinados a ser utilizados como materia prima para producir sulfato de níquel de grado de batería.

Las tecnologías analíticas pueden ayudar a cerrar la brecha entre la demanda prevista y el suministro de minerales críticos para baterías. Por ejemplo, los instrumentos portátiles que utilizan espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF) se pueden utilizar para analizar la composición de los depósitos minerales, lo que ayuda a identificar las fuentes más prometedoras de materias primas.

XRF es una técnica analítica no destructiva utilizada para determinar la composición elemental de los materiales. Los analizadores XRF portátiles funcionan midiendo los rayos X fluorescentes (o secundarios) emitidos por una muestra cuando es excitada por una fuente primaria de rayos X. Cada uno de los elementos presentes en una muestra produce un conjunto de rayos X fluorescentes característicos, o “huellas dactilares únicas“. Estas “huellas dactilares” son distintas para cada elemento, lo que hace que el análisis XRF portátil sea una excelente herramienta para mediciones cuantitativas y cualitativas.