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Grafito a partir de CO₂ a 500 °C: el hallazgo es un peróxido, no un ánodo de batería

Berkeley Lab observó en vivo cómo el CO₂ se vuelve carbono en sal fundida a 500 °C. Aún no es grafito de batería.

por Patricia Rodriguez
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Foto de Глеб Коровко en Pexels

TL;DR:

  • Berkeley Lab, UC Berkeley y el Instituto Nacional de Física Química y Biofísica de Estonia observaron en tiempo real, dentro de una sal fundida a 500 °C, cómo el dióxido de carbono se convierte en carbono sólido.
  • La reacción ocurre en dos pasos y pasa por un intermediario que la literatura había descartado, el ion peróxido. Todo se midió en un crisol de 0.226 centímetros cúbicos con 0.63 miliamperios.
  • El experimento no produjo grafito de calidad para baterías: ese sigue siendo el objetivo declarado, y el propio equipo pide dos pruebas más antes de dar el mecanismo por confirmado.

Un equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, la Universidad de California en Berkeley y el Instituto Nacional de Física Química y Biofísica de Estonia logró mirar dentro de una sal fundida a 500 °C mientras una corriente eléctrica convertía dióxido de carbono en carbono sólido. La observación resolvió una duda abierta desde hace décadas: la reacción ocurre en dos pasos y pasa por un intermediario que la propia literatura química daba por inalcanzable, el ion peróxido. El trabajo se publicó en Nature Communications y Berkeley Lab lo difundió el 30 de julio de 2026 con un título que ya dio la vuelta al mundo, el de sacar grafito del aire. Ahora bien, lo que salió del experimento fue conocimiento sobre el mecanismo. Grafito listo para una batería, todavía no.

El intermediario que la química daba por imposible

La electrólisis en sales fundidas no es nueva. Se sabe desde hace años que, al meter CO₂ en un baño de carbonatos líquidos y pasarle corriente, el gas pierde sus átomos de oxígeno y el carbono se deposita sobre el cátodo. Lo que nadie había podido ver es qué pasa en el camino, porque esas sales corroen cualquier óptica de laboratorio.

El equipo resolvió el problema con una celda cerrada por ventanas de zafiro, refrigerada por agua y colocada bajo un microscopio Raman confocal. Un láser de 532 nm apuntó exactamente a la frontera donde se tocan la sal, el gas y el electrodo, y registró espectros mientras la celda trabajaba. Ahí apareció la firma: una banda centrada en 830 cm⁻¹ que crece al mismo ritmo que el carbono se deposita. Corresponde al peróxido (O₂²⁻), y se repitió con electrodos de oro, tungsteno, níquel e Inconel 600. Las bandas del superóxido no aparecieron en ninguna condición, así que ese candidato quedó fuera.

Que sea el peróxido resulta llamativo por una razón muy concreta. De las cuatro rutas que se habían propuesto para esta reacción, era la que se consideraba menos viable: el potencial estándar de ese paso es de −5.98 V, un número que la volvía prácticamente imposible sobre el papel. Los químicos la habían planteado en 1999, apoyados en trabajos de los años setenta, y el consenso se había quedado con otra explicación, la del proceso directo de cuatro electrones. El estudio propone ahora dos pasos consecutivos de dos electrones cada uno.

Un detalle que el comunicado del laboratorio no matiza: ya había estudios con Raman dentro de carbonatos fundidos desde 2004 y 2006, citados por el propio artículo. Se concentraban en la composición del baño. Lo genuinamente nuevo aquí es seguir al carbono mientras nace.

Todo cabe en un crisol de 0.226 centímetros cúbicos

Conviene aterrizar la escala, porque los titulares invitan a imaginar una planta. Los crisoles de alúmina que contuvieron la sal tienen un volumen de 0.226 centímetros cúbicos, menos de una cuarta parte de un mililitro. La electrólisis corrió a −1.3 voltios con una corriente de 0.63 miliamperios y en tramos que llegaron a los 1,440 segundos, es decir, 24 minutos. Después, el depósito se limpió con ácido clorhídrico y se midió otra vez ya frío.

¿Qué salió de ahí? Una mezcla de dominios amorfos y grafíticos, según reporta el artículo. No grafito de batería. El propio comunicado de Berkeley Lab lo dice con todas sus letras cuando fija el grafito de calidad para baterías como el objetivo final de esta línea de trabajo, no como su resultado. El avance técnico que sí se sostiene es otro: como cada combinación de electrodo y sal produce una estructura de carbono distinta, el proceso se puede afinar. Afinarlo es lo que falta.

Hay un segundo dato que ordena la lectura de esta semana. El artículo no es reciente: Nature Communications lo publicó el 21 de abril de 2026 y fijó su versión de registro el 23 de junio. Lo que se movió el 30 de julio fue el comunicado del laboratorio, y de ahí salió la ola de notas. Incluso el "video en tiempo real" que citan los medios es un clip complementario alojado por la editorial, donde el carbono aparece sobre un electrodo de tungsteno entre los segundos 32 y 42.

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Los autores no dan el mecanismo por cerrado. Piden dos pruebas pendientes: estudios cinéticos que fijen cuántos electrones se transfieren en el paso limitante y experimentos de quenching químico del peróxido. También reconocen que su modelo no explica por qué cada material de electrodo produce una estructura de carbono diferente.

Un matiz juega a favor del titular, y merece decirse. Para imitar condiciones de captura directa de aire, el equipo trabajó con aire ambiente sin presurizar, con los puertos de electrodos abiertos a la sala. Es una elección poco común: casi toda la investigación de sales fundidas con CO₂ usa corrientes concentradas del gas, mucho más fáciles de manejar. Los 500 °C tampoco son arbitrarios, sino el techo que permite acelerar la reacción sin quemar el carbono que se acaba de formar. Y la ventaja del medio explica el interés industrial: frente a la electrólisis en agua, que se atora por debajo del 90% de selectividad, las sales fundidas alcanzan eficiencias de Faraday superiores al 95% y densidades de corriente mucho mayores.

"Es una gran victoria dentro de un esfuerzo mayor por sintetizar materiales críticos", dijo Mike Whittaker, científico de Berkeley Lab que participó en el proyecto.

Whittaker agregó que, si el proceso llegara a correr a temperaturas bajas y con sales realmente baratas, podría instalarse en muchos sitios y alimentar cadenas de suministro de baterías. Es una condicional, y así conviene leerla.

Por qué el grafito dejó de ser un asunto de lápices

El grafito es el material estándar del ánodo en las baterías de ion de litio, y hoy casi todo se extrae y se procesa en minas, con Estados Unidos importando la mayor parte, como recuerda el propio Berkeley Lab. Ese detalle explica el nerviosismo político.

  • El Departamento del Interior de Estados Unidos lo incluye en su lista de 60 minerales críticos, y el Departamento de Energía considera crítica su necesidad.
  • China domina tanto la extracción como el procesamiento, y desde el 8 de noviembre de 2025 exige licencia para exportar materiales de ánodo de grafito, artificial o mezclado, junto con las tecnologías y los equipos para fabricarlos.
  • En febrero de 2026, México y Estados Unidos anunciaron un acuerdo sobre minerales críticos cuya lista incluye el grafito natural, según reportó Expansión. México produce grafito, aunque sin peso dominante en el mercado global.
  • En España, la gigafactoría de PowerCo, filial de Volkswagen en Sagunto, fabricará sus propios electrodos, ánodos incluidos. Su arranque se recorrió de septiembre a finales de diciembre de 2026, según confirmó la compañía a EFE.

Es la misma lógica de desacoplamiento tecnológico que este año alcanzó incluso a las aspiradoras robot, solo que aplicada a un polvo negro que pesa toneladas en cada planta de celdas.

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El ánodo de una batería de ion de litio es, casi siempre, grafito. Imagen ilustrativa. · Foto de Heru Dharma en Pexels

La empresa estonia que ya escala esta misma ruta

Aquí aparece el dato que ninguna de las coberturas menciona y que cambia la lectura del estudio. Sander Ratso, primer autor y autor de correspondencia del artículo, y Kätlin Kaare, tercera firmante, figuran entre los cofundadores de UP Catalyst, una empresa de Tallin que comercializa exactamente esta tecnología. Lo publica el Instituto Europeo de Innovación y Tecnología, organismo de la Unión Europea, que la nombra junto a Gary Urb e Ivar Kruusenberg.

UP Catalyst llama a su proceso MSCC-ET, captura de carbono en sal fundida y transformación electroquímica, y la Unión Europea la reconoce como Proyecto Estratégico bajo la Ley de Materias Primas Críticas. Su reactor de segunda generación retira 3.7 toneladas de CO₂ industrial por cada tonelada de material que produce, frente a una producción tradicional de grafito que, según el mismo organismo, puede representar hasta el 40% de la huella de carbono de una batería. El 10 de junio de 2026 la compañía anunció una carta de intención con la energética finlandesa Oulun Energia para levantar en Oulu una planta de unas 20,000 toneladas anuales de grafito de batería y nanotubos, con operación prevista para 2031.

O sea que la ruta ya salió del laboratorio hace rato. Lo que el artículo de abril aporta no es la idea, sino el mapa del terreno: saber por dónde pasa la reacción es lo que permite ajustarla en lugar de tantearla.

Preguntas rápidas sobre el grafito hecho con CO₂

¿Ya se puede fabricar grafito para baterías a partir de CO₂?

A escala industrial no todavía, pero tampoco es ciencia ficción. El estudio de Berkeley Lab explicó el mecanismo químico sin producir grafito de batería. En paralelo, la empresa estonia UP Catalyst opera reactores con esta tecnología y proyecta una planta de 20,000 toneladas anuales en Finlandia hacia 2031.

¿Qué es la electrólisis en sal fundida?

Es un proceso que usa sales calentadas hasta volverse líquidas como medio conductor entre dos electrodos. Al pasar corriente, el dióxido de carbono disuelto en ese baño pierde sus átomos de oxígeno y el carbono queda depositado en forma sólida sobre el cátodo. En este estudio la temperatura de trabajo fue de 500 °C.

¿Por qué el grafito es un mineral crítico?

Porque es el material del ánodo en prácticamente todas las baterías de ion de litio y su producción está concentrada en pocas manos. Estados Unidos lo tiene en su lista de 60 minerales críticos, el acuerdo México-Estados Unidos de 2026 incluye el grafito natural y China exige licencia de exportación para materiales de ánodo desde noviembre de 2025.

Queda una nota al margen que dice mucho sobre hacia dónde apunta todo esto. Entre las referencias del artículo aparece un reporte que el propio Ratso firmó en 2023 para la Agencia Espacial Europea, sobre dividir CO₂ para producir carbono y oxígeno en condiciones marcianas. La misma reacción que hoy se estudia para no depender de una mina de grafito se investiga también para respirar en un planeta cuya atmósfera es casi puro dióxido de carbono.

Fuentes: 1, 2, 3

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por Patricia Rodriguez

Solo puedo decir que soy una apasionada con todo lo que tiene que ver con el mundo Digital me encanta todo lo que es escritura, IA, Ediciones de Video Reels y más. Me considero una persona "DIVERGENTE"

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