El grafeno, clave para reducir la contaminación en las centrales nucleares

El grafeno podría ayudar a reducir tanto el coste energético de producir agua pesada como la contaminación en las centrales nucleares más de cien veces en comparación con las tecnologías actuales, informa Europa Press.

El nuevo desarrollo de la Universidad de Manchester podría conducir a la reducción de las emisiones de CO2 asociadas a la producción de agua pesada hasta en un millón de toneladas cada año.

En un trabajo publicado en ‘Nature Communications’, un equipo de la Universidad de Manchester dirigido por Marcelo Lozada-Hidalgo demostró prototipos totalmente escalables de membranas de grafeno capaces de producir agua pesada.

La investigación muestra que las membranas basadas en grafeno podrían hacer que la producción de agua pesada sea más eficiente, lo que conduce a una energía nuclear más verde y más barata.

Producir agua pesada que necesita la industria nuclear para generar energía limpia es un proceso costoso. Debido a sus propiedades únicas, el grafeno tiene el potencial de separar eficazmente las partículas subatómicas haciendo este proceso más eficiente y rentable.

La separación de los isótopos del hidrógeno es una tarea enorme para la fisión nuclear y las futuras plantas de fusión. Miles de toneladas de mezclas isotópicas se procesan cada año. Sin embargo, producir sólo 1 kilo de agua pesada consume suficiente energía para alimentar un hogar americano promedio durante todo un año.

Según ha declarado Lozada-Hidalgo, «este es un hito crucial en el camino para llevar esta tecnología revolucionaria a la aplicación industrial. Las ganancias potenciales son lo suficientemente altas como para justificar su introducción incluso en la industria nuclear altamente conservadora».

El año pasado, el mismo grupo de investigadores descubrió que el grafeno puede tamizar eficientemente los isótopos de hidrógeno. Pero las oportunidades industriales de este descubrimiento no se analizaron porque no existían membranas ni métodos de fabricación adecuados para la fabricación escalable en ese momento.

Ahora, el grupo de Manchester ha desarrollado membranas de prototipo totalmente escalables y demostrado la separación de isótopos en estudios a escala piloto. Han encontrado que la alta eficiencia de la separación permitiría una reducción significativa de la cantidad de insumo de las mezclas de isótopos crudos que necesitan ser procesadas. Esto reduce tanto los costos de capital como los requerimientos energéticos.

Se estima que es necesaria más de cien veces menos energía para producir agua pesada en comparación con otras tecnologías competidoras, y aún mayores ahorros de energía se prevén para la descontaminación de tritio.

«El tritio descargado de las centrales nucleares y consecuencia de los desastres ambientales es una preocupación global importante. Creemos que esta tecnología puede transformar económicamente la huella ambiental de las futuras centrales nucleares», concluye.