El olivino es una roca bastante discreta. De color marrón oliva a verde amarillento, este mineral duro pero quebradizo se cree que es el más abundante en el manto superior de la Tierra. Químicamente, el olivino es silicato de magnesio y hierro, aunque también contiene otros elementos. Económicamente, es prácticamente inservible. Su limitada utilidad industrial se extiende a las piedras preciosas, la metalurgia, la cerámica y, ocasionalmente, como grava para la construcción de carreteras. En algunas minas, el olivino es un residuo, almacenado en pilas en la superficie.

Ciertamente no es una opción obvia como fuente de materiales para baterías.

Pero así es exactamente como lo ve un grupo de ingenieros neozelandeses. Aspiring Materials, con sede en Christchurch, ha desarrollado un proceso químico patentado que produce múltiples minerales valiosos a partir del olivino, sin dejar residuos dañinos. Quizás lo más interesante para el sector energético sea el más raro de sus productos: el hidróxido de níquel-manganeso-cobalto, difícil de obtener, cada vez más necesario para la producción de baterías de iones de litio .

La planta piloto de Aspiring, inaugurada en febrero, se encuentra en un polígono industrial anónimo al este de la ciudad. Una esquina de la planta principal está presidida por un gran tanque de acero inoxidable, conectado a una serie de tanques más pequeños dispuestos en línea escalonada. «Aparte de nuestro sistema de electrólisis , el hardware es más típico de las plantas lecheras», afirma Colum Rice , director comercial de Aspiring. «El proceso es elegante, pero no excesivamente complejo. Utilizamos roca, agua y energía renovable , y nuestros productos no emiten CO₂ » .

La roca es "harina" de olivino; un polvo fino de color verde grisáceo, un subproducto no deseado de la producción de arena refractaria. Este se transporta mediante un transportador de tornillo al tanque más grande, donde se combina con ácido sulfúrico. Esta lixiviación ácida lo transforma en una especie de sopa elemental, afirma Megan Danczyk, ingeniera química principal de Aspiring. Desde allí, pasa por los recipientes de la cadena de reacción, donde, mediante la adición de sosa cáustica y un control cuidadoso del tamaño de las partículas y la temperatura, se pueden extraer tres productos individualmente.

Aproximadamente el 50 % del proceso se compone de sílice, que puede sustituir parcialmente al cemento Portland , la variedad de cemento más común en el mundo. Alrededor del 40 % es un producto de magnesio apto para la captura de carbono, el tratamiento de aguas residuales y la fabricación de aleaciones, entre otras aplicaciones.  El 10 % restante es un producto de metal mixto: hierro combinado con pequeñas cantidades de hidróxido de níquel-manganeso-cobalto. La industria de las baterías lo denomina NMC y es el material predilecto para aplicaciones de alta potencia.

Danczyk explica que al final del proceso de extracción, solo queda una salmuera salada. «Esta va a un electrolizador, que recicla y regenera el ácido que usamos para la digestión y la base que usamos para separar los productos. Es un circuito cerrado. Usamos la roca entera y la procesamos a baja temperatura y presión ambiente».

Actualmente, Aspiring realiza cada separación consecutivamente, o como lo expresó Rice: «sílice, recarga, NMC, recarga, magnesio». El plan es añadir dos cadenas de reacción más en paralelo, para que el proceso pueda ejecutarse de forma continua, acortando el tiempo de ejecución de tres días a uno.

Los materiales NMC ya se utilizan ampliamente en la fabricación de baterías; suelen formar el cátodo en baterías de iones de litio de alta densidad energética o en sistemas eléctricos que requieren ciclos frecuentes, como herramientas eléctricas, sistemas de almacenamiento de energía a gran escala y vehículos eléctricos . «Lo que hemos podido producir aquí cumple con las especificaciones de lo que se utiliza actualmente en el sector de las baterías», afirma Danczyk.

Hoy en día, la mayoría de los materiales NMC industrialmente relevantes se fabrican combinando sales de sus tres ingredientes principales, y cada uno de ellos aparece regularmente en las listas de minerales críticos debido a su creciente importancia en nuestro mundo moderno. El desafío con los minerales críticos es acceder a ellos. La mayor parte del níquel del planeta se obtiene y refina en Indonesia . Sudáfrica tiene las reservas de manganeso más grandes del mundo, pero exporta casi todo a China para su procesamiento. Para el cobalto , el mayor productor es la República Democrática del Congo, pero nuevamente, se refina en China. Las preocupaciones en torno al monopolio del suministro, la inestabilidad geopolítica, las violaciones de los derechos humanos y el daño ambiental en estas regiones han sido ampliamente documentadas.

Si bien el hidróxido de NMC representa la fracción más pequeña (aproximadamente el 1 %) de la producción de Aspiring, aún podría influir significativamente en las futuras cadenas de suministro de materiales para baterías. Como explica Jim Goddin, quien formó parte del comité de expertos del gobierno del Reino Unido que desarrolló la Estrategia de Minerales Críticos del país en 2023, el enfoque para asegurar el suministro de estos materiales está cambiando.

Las economías están buscando maneras de reforzar la oferta y diversificar las cadenas de suministro, incluyendo la colaboración con pequeños productores que potencialmente ofrecen mayor estabilidad. La tercera rama es la economía circular, que consiste en garantizar que los materiales disponibles se utilicen durante más tiempo o se recuperen para su reutilización.