EEUU ha encontrado una nueva vía para transformar dióxido de carbono en grafito mediante un proceso electroquímico observado por primera vez mientras estaba en funcionamiento. El trabajo, desarrollado por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, la Universidad de California en Berkeley y el Instituto Nacional de Física Química y Biofísica de Estonia, aparece publicado en la revista científica Nature Communications. La técnica podría abrir una alternativa futura a la extracción minera de este material crítico.

El grafito suele asociarse con la punta de los lápices, pero su relevancia industrial va mucho más allá. Este tipo de carbono es un componente esencial de baterías, teléfonos móviles, ordenadores portátiles y equipos eléctricos. Actualmente, casi todo el grafito utilizado debe extraerse, procesarse o importarse desde otros países, lo que convierte su suministro en una cuestión estratégica.

La propuesta científica parte del CO₂ residual capturado del aire, que puede convertirse en carbono sólido mediante electrólisis en sales fundidas. Para comprender mejor este mecanismo, los investigadores construyeron un microscopio adaptado a unas condiciones especialmente agresivas. El dispositivo permitió observar la reacción dentro de sales líquidas corrosivas calentadas a 500 °C, mientras la electricidad circulaba por el sistema.

Una reacción en dos etapas

Las imágenes obtenidas resolvieron una incógnita química estudiada durante décadas. La transformación del dióxido de carbono no sucede mediante una única reacción directa, sino a través de un proceso inesperado dividido en dos etapas. Esta observación ofrece a los especialistas una explicación molecular más precisa sobre cómo el gas termina depositándose como carbono sólido sobre los electrodos.

El grafito es un mineral fundamental que se utiliza en baterías, ordenadores portátiles y teléfonos inteligentes. (Jenny Weger/Berkeley Lab)

El equipo también comprobó que la reacción química básica se mantenía incluso al modificar los electrodos y las sales fundidas utilizadas. Sin embargo, cada combinación puede producir estructuras de carbono diferentes. Esta característica permitiría ajustar la electrólisis para fabricar materiales concretos, entre ellos grafito con la calidad necesaria para incorporarse a las cadenas de suministro de baterías.

El reto de producir grafito a gran escala

"Esta es una gran victoria dentro de un esfuerzo más amplio por sintetizar materiales críticos y materiales para baterías utilizando sales fundidas", afirmó Mike Whittaker, científico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley que participó en el proyecto, en una nota de prensa. "Si se pudiera ejecutar este proceso a bajas temperaturas con sales realmente baratas, podría instalarse en muchos lugares y generar suficiente grafito para abastecer las cadenas de suministro de baterías", añadió.

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La investigación todavía no elimina la necesidad de la minería, pero señala una ruta tecnológica capaz de aprovechar CO₂ y reducir la dependencia del grafito extraído. Los próximos trabajos deberán determinar qué combinaciones de sales, electrodos, temperaturas y voltajes ofrecen mejores resultados. Además, será necesario ampliar el sistema para producir cantidades industrialmente útiles y comprobar si el método puede competir con las técnicas convencionales de obtención y procesamiento.