Esta “esponja química” absorbe los valiosos minerales del agua contaminada

Los llamados elementos de tierras raras no son realmente raros. Simplemente es difícil refinarlos hasta obtener las formas purificadas necesarias para fabricar productos como la electrónica o la tecnología de energía limpia. Los procesos estándar también son tóxicos, una de las razones por las que el mundo ha externalizado la producción a China.

Supra, una startup surgida de la Universidad de Texas en Austin, adopta un enfoque diferente, limpio y económico, que permite capturar parte de los miles de millones de dólares en minerales críticos que se encuentran atrapados en los residuos de Estados Unidos (EU).

La tecnología de la compañía utiliza receptores supramoleculares, “una cadena de moléculas diseñada para atrapar moléculas específicas como un guante de béisbol”, afirma Katie Durham, directora ejecutiva. Jonathan Sessler, profesor de química en la Universidad de Texas en Austin, diseñó inicialmente receptores como estos para atacar las células cancerosas. Luego se dio cuenta de que también podían diseñarse para atacar minerales críticos.

“Mi analogía original era que íbamos a fabricar una esponja química”, explica Sessler. Entraría y capturaría estos elementos, y nosotros los recogeríamos y los escurriríamos.

En el diseño final, los receptores nanométricos están incrustados en un polímero lleno de poros diminutos que aumentan la superficie para capturar iones metálicos. El material se imprime en 3D en cartuchos reutilizables.

En una mina o planta industrial, los relaves o las aguas residuales pueden fluir a través de una serie de cartuchos, cada uno dirigido a un elemento específico. Los receptores unen minerales en alcohol y los liberan al enjuagarse con agua, así consumen poca energía y evitan el uso de productos químicos tóxicos. El proceso, que según la empresa es 100 veces más selectivo y rápido que el refinado actual de tierras raras, también puede utilizarse con residuos electrónicos.

En pruebas de laboratorio con cobalto, la tecnología logró capturar 100% del elemento y aislarlo completamente de otros elementos como el litio en una solución.

La tecnología se puede personalizar para cualquier elemento. Con su llegada al mercado, la startup se centra primero en el escandio y el galio, dos valiosos elementos de tierras raras que actualmente se importan de China. “EU depende 100% de sus importaciones, y no hemos visto muchas otras startups que intenten abordar este problema”, afirma Durham. Al recolectar trazas de escandio en residuos industriales en EU, la empresa espera cambiar la manera en que se obtiene el elemento.

El valor varía enormemente según la pureza: el escandio, por ejemplo, puede venderse a 300 dólares por kilogramo con una pureza de 99.9%, pero a 3,200 dólares por kilogramo con una pureza de 99.99%. La forma más pura, al 99.9999%, se vende a 500,000 dólares por kilogramo (la startup aún optimiza su proceso, pero aspira a la máxima pureza). La empresa planea lanzar sus primeros pilotos con socios a finales de este año.

Supra es una de las pocas startups que trabajan para viabilizar la producción de tierras raras en EU. Otras incluyen Phoenix Tailings, que trabaja tanto con materiales extraídos como con residuos; y Cyclic Materials, que extrae y refina tierras raras de productos al final de su vida útil.

Debido a la demanda de una cadena de suministro estadounidense, Supra planea centrarse primero en EU. Pero, con el tiempo, la empresa quiere que sus productos estén disponibles a nivel mundial, incluyendo China, para contribuir a la lucha contra la contaminación en ese país. “El mundo se ha vuelto perezoso y ha dejado que China pague el coste ambiental”, afirma Sessler.