Las computadoras viejas pueden valer una fortuna: crean molécula que recupera el 89% de su oro

El equipo de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign ha logrado un desarrollo que promete transformar la manera en que se extraen metales valiosos de residuos electrónicos. Los investigadores han creado una molécula capaz de recuperar hasta el 89% del oro presente en computadoras y otros dispositivos en desuso.

El procedimiento utiliza electricidad para activar el proceso y reduce de manera drástica la necesidad de productos químicos, lo que representa un cambio significativo en la gestión y el aprovechamiento de residuos tecnológicos.

Tres funciones en una sola estructura molecular

La investigación, publicada en la revista ACS Energy Letters, se centra en una molécula con características únicas. De acuerdo con el equipo de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, esta molécula puede unir iones metálicos de manera selectiva, posee una carga eléctrica permanente y permanece soluble en el líquido orgánico utilizado durante la extracción.

La inclusión de una carga permanente permite controlar la molécula mediante electricidad y elimina la dependencia de reactivos químicos adicionales para capturar y liberar los metales.

“La nueva molécula tiene una carga incorporada que actúa como electrolito, permitiendo que el líquido conduzca corriente eléctrica”, explicó Deborah Schmitt, investigadora posdoctoral y coautora del trabajo, en un comunicado de la universidad.

Esta característica posibilita que las reacciones redox sean impulsadas directamente por electricidad y no por compuestos químicos, lo que, según Schmitt, “electrifica completamente un proceso de separación industrial que hasta ahora dependía en gran medida de reactivos químicos”.

Un proceso controlado por electricidad

El funcionamiento del sistema se basa en dos fases: la molécula se activa eléctricamente para capturar el metal y trasladarlo a una fase orgánica. Una modificación en el estado eléctrico de la molécula libera el metal, lo que permite repetir el ciclo de extracción sin utilizar reactivos intermedios.

“Por primera vez logramos ejecutar la extracción electroquímica como siempre lo imaginamos”, afirmó el investigador principal, Su. “Cargamos la molécula, atrapa el metal, lo mueve a la fase orgánica y luego la electricidad lo libera de nuevo”.

Este método, según los resultados presentados, reduce el consumo de productos químicos entre diez y cien veces respecto a los sistemas tradicionales. Esta disminución en el uso de insumos químicos trae como resultado menos residuos y simplifica el propio proceso de extracción.

Aplicaciones más allá del oro

Aunque el oro fue el metal utilizado en la demostración, el diseño molecular puede modificarse para separar otros metales valiosos. Entre ellos se encuentran los metales del grupo del platino presentes en catalizadores automotrices y otros elementos críticos que se hallan en relaves mineros o residuos industriales complejos.

Aderiyike Aguda, estudiante de posgrado y coautor del estudio, sostuvo: “Este sistema puede adaptarse para recuperar selectivamente muchos metales distintos, como los del grupo del platino o elementos críticos de relaves mineros y otras materias primas complejas”.

El proceso electroquímico de fondo permanece igual, mientras que la química de la molécula extractante se adapta a cada metal objetivo. La clave del avance reside, según el equipo, en la creación de una estructura molecular versátil capaz de ser ajustada para diferentes aplicaciones sin necesidad de cambiar el método electroquímico básico.

Hacia la industrialización y el diseño acelerado

Los investigadores trabajan actualmente en nuevas variantes moleculares y en el estudio de cómo escalar el proceso para su uso industrial. Además, exploran el empleo de modelado computacional e inteligencia artificial para acelerar el descubrimiento de nuevas moléculas extractoras. El objetivo es ampliar la gama de metales recuperables y optimizar aún más la eficiencia del proceso.

“Estoy muy entusiasmado con este trabajo porque representa un paso más para demostrar que la electroquímica puede ofrecer separaciones escalables y con mínimo desperdicio”, señaló Su. El investigador remarcó que, ante la creciente atención sobre los minerales críticos y las cadenas de suministro, la electrificación de la recuperación de metales permite pensar en métodos más limpios y eficientes para la industria.