El instituto Max Planck desarrolla un nuevo método de extracción de níquel utilizando plasma de hidrógeno

La producción de níquel es esencial para la transición energética, ya que este metal se emplea en baterías, aceros inoxidables y imanes de motores eléctricos. Sin embargo, el método convencional para obtenerlo es altamente contaminante: genera aproximadamente 20 toneladas de CO₂ por cada tonelada de níquel. A medida que la electrificación del transporte y la industria avanza, se estima que la demanda de níquel se duplicará para 2040, lo que podría trasladar el problema del carbono desde los vehículos hasta las fundiciones.

A diferencia del proceso tradicional, este método:

• No utiliza carbono, por lo tanto no emite CO₂ directamente.
• Reduce las minas en un solo paso, evitando etapas como la calcinación o el secado.
• Mejora la eficiencia energética hasta un 18 % si se usa electricidad renovable e hidrógeno verde.
• Permite procesar minas de baja ley, que antes eran desechadas por su complejidad química.

Aproximadamente el 60 % de las reservas globales de níquel están en minas de baja ley, con composiciones químicas complejas como silicatos de magnesio o óxidos de hierro. La gran innovación de este método es que realiza la fusión, reducción y refinado en un solo horno reactor, descomponiendo los minerales en especies iónicas más simples sin necesidad de catalizadores. Esto transforma un residuo potencial en un aleación de ferroníquel refinado lista para ser usada.

El proceso genera una escoria rica en minerales que puede reutilizarse en la construcción, como materia prima para ladrillos y cemento. Esto reduce residuos y fomenta una economía circular. Además, el mismo principio podría aplicarse a otros metales como el cobalto, vital para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento energético.

Este avance tiene implicaciones clave para la sostenibilidad global:

• Descarboniza sectores industriales críticos.
• Maximiza el uso de recursos existentes (minas de baja calidad).
• Reduce la dependencia de procesos extractivos contaminantes.
• Facilita la electrificación sin trasladar el problema a la minería.
• Minimiza residuos y genera materiales secundarios útiles.

Además, al usar tecnologías industriales ya disponibles, su adopción puede ser rápida y rentable.

"Mediante el uso de plasma de hidrógeno y el control de los procesos termodinámicos en el interior del horno de arco eléctrico, somos capaces de descomponer la compleja estructura de los minerales en minerales de níquel de baja calidad en especies iónicas más simples, incluso sin el uso de catalizadores", el profesor Isnaldi Souza Filho, jefe del grupo "Síntesis Sostenible de Materiales" en MPI-SusMat y autor correspondiente de la publicación.

Este método no sólo reduce las emisiones y el consumo de energía, sino que también amplía el espectro de minerales de níquel utilizables, haciendo que la extracción sea más rentable y sostenible. El siguiente paso del equipo Max Planck es ampliar el proceso para aplicaciones industriales.

La vía verde de producción de níquel abre la puerta a una electrificación más sostenible del sector del transporte. La aleación de níquel reducido puede utilizarse directamente en la producción de acero inoxidable y, con un refinamiento adicional, como material para electrodos de baterías. Además, la escoria producida durante el proceso de reducción puede servir como valioso recurso para la industria de la construcción, incluida la producción de ladrillos y cemento. El mismo proceso puede aplicarse también al cobalto, que se utiliza en vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía.

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