El 12 de agosto, el equipo de investigación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, en Estados Unidos, desarrolló una nueva molécula con carga permanente que utiliza electricidad para impulsar un proceso de extracción líquido-líquido, recuperando selectivamente oro de los lixiviados de desechos electrónicos. Los resultados experimentales muestran que este método puede reducir el uso de productos químicos en la etapa de separación en uno o dos órdenes de magnitud, lo que equivale a una disminución de aproximadamente el 90% al 99%.

La extracción líquido-líquido tradicional transfiere y separa iones metálicos mediante dos líquidos inmiscibles, lo que generalmente requiere la adición de grandes cantidades de ácidos, bases y reactivos químicos intermedios. El proceso de extracción líquido-líquido electroquímico desarrollado anteriormente por el equipo de investigación ya podía recuperar oro y metales del grupo del platino mediante reacciones redox, pero aún requería la adición de reactivos auxiliares para completar el ciclo de extracción y liberación de metales.

La nueva molécula combina la capacidad de unión selectiva a metales, carga permanente y solubilidad en fase orgánica. Su carga incorporada puede actuar como electrolito, permitiendo que la solución extractante conduzca corriente eléctrica. Al aplicar electricidad, el estado redox de la molécula cambia y se une a los iones de oro, transfiriéndolos a la fase orgánica; al ajustar la señal eléctrica, la molécula libera el oro y reingresa al siguiente ciclo de separación, eliminando así los reactivos químicos intermedios.

El equipo de investigación ya ha completado la validación en laboratorio utilizando lixiviados de desechos electrónicos. Los metales valiosos de los desechos electrónicos ingresan primero al lixiviado, y la nueva molécula captura selectivamente el oro presente en él. Este estudio se centra principalmente en validar el diseño molecular y el mecanismo de extracción electroquímica, y aún no se han publicado datos sobre la escala de procesamiento de la instalación industrial continua, la tasa de recuperación de oro ni el consumo energético por unidad.

Mediante el ajuste de la estructura química de las moléculas extractantes, esta plataforma electroquímica también puede utilizarse para recuperar metales del grupo del platino de catalizadores de automóviles usados, así como otros metales críticos de relaves mineros y corrientes de desechos industriales. La estructura principal de la plataforma de separación puede mantenerse sin cambios, solo es necesario modificar los sitios de unión y las propiedades redox del extractante según el metal objetivo.

Los resultados de la investigación han sido publicados en ACS Energy Letters, con el apoyo financiero del programa de Ciencias Básicas de la Energía de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de Estados Unidos. El equipo planea avanzar en la ampliación del proceso y la investigación de aplicaciones industriales, y utilizará simulaciones computacionales e inteligencia artificial para acelerar el diseño de moléculas extractantes para diferentes metales.