Los científicos estadounidenses desarrollan un método limpio para la producción de combustible de fusión nuclear
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Los investigadores de la Universidad de Texas A&M han descubierto accidentalmente una nueva forma de enriquecer el litio, el mismo elemento químico de las baterías que también es necesaria para la generación de energía de fusión nuclear, sin los efectos tóxicos de los métodos tradicionales.
Innovación, recientemente presentada en The Scientific Journal Químicapuede eliminar una de las mayores barreras ambientales y logísticas de la producción de combustible para los reactores de fusión.
El papel fundamental del litio 6 en la fusión nuclear
La fusión nuclear, un proceso que alimenta el sol y otras estrellas, depende de la combinación de isótopos de luz para liberar grandes cantidades de energía.
La tecnología ha surgido al tratar las aguas contaminadas y puede resolver uno de los mayores obstáculos ambientales para alimentar la creación de reactores de fusión
En los reactores en la Tierra, este proceso generalmente involucra tritio y deuterio. Sin embargo, como Tritio es extremadamente raro y radiactivo, debe ser «fabricado» dentro de los reactores, utilizando el litio como materia prima.
Más del 90% del litio natural existente está compuesto por el isótopo de litio 7, menos eficiente para la producción de tritio.
El litio-6, aunque es mucho más efectivo, se encuentra en cantidades mínimas y su extracción siempre ha representado un gran desafío ambiental.
Un pasado tóxico y un regalo prometedor
Históricamente, el enriquecimiento de litio-6 se realizó a través de procesos que involucran mercurio líquido.
Entre 1955 y 1963, Estados Unidos utilizó este método en la instalación de Oak Ridge en Tennessee, lo que resultó en una contaminación ambiental masiva: aproximadamente 330 toneladas de mercurio fueron arrojadas al medio ambiente. Décadas después, los desechos siguen siendo motivo de preocupación.
«La diferencia en la solubilidad entre los isótopos de litio se usó con mercurio, pero el impacto ecológico fue desastroso», Explicó el profesor Sarbajit Banerjee, uno de los líderes de investigación, que actualmente enseña tanto en Texas A&M y Eth Zürich.
Descubrimiento accidental durante el tratamiento del agua
El nuevo método surgió inesperadamente durante un proyecto centrado en el tratamiento del agua subterránea contaminada por las actividades de petróleo y gas.
Al probar un compuesto llamado ZETA-V2O5Los científicos se dieron cuenta de que era sorprendentemente efectivo en la separación del isótopo de litio 6.
Es una solución que resuelve un cuello de botella crítico en la cadena de suministro de fusión nuclear
Luego, el equipo se dedicó a explorar este fenómeno y desarrolló una técnica basada en principios similares a los utilizados en baterías de iones de litio y sistemas de desalinización. El compuesto actúa como una «esponja selectiva», preferida sutilmente el litio-6 al litio-7 durante el paso del agua.
A diferencia del método de mercurio, la técnica basada en Zeta-V2O5 es segura, escalable y no deja residuos tóxicos. Además, se puede aplicar sin la necesidad de cambiar los proyectos de los reactores de fusión existentes, lo que acelera su viabilidad práctica.
Nuestro enfoque utiliza los principios esenciales de las baterías de iones de litio y desalinización, pero con una preferencia sutil y efectiva por el litio 6
Sarbajit banerjeeTexas A&M / ETH Zürich
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¿El sueño de la fusión, más cerca de convertirse en realidad?
A pesar de las décadas de promesas, la energía de fusión todavía es vista por muchos como el «futuro eterno de la energía». Pero los avances recientes han reavivado la esperanza de que ella sea, de hecho, cerca de ser viable a escala comercial.
El nuevo método de enriquecimiento de litio surge en medio de un escenario de inversiones multimillonarias y una intensa competencia global por soluciones de energía limpia.
«A pesar de los inmensos desafíos, la fusión es demasiado grande para ser abandonada», dijo Banerjee. «Aunque no es inminente, hay signos reales de que podemos lograr la energía de fusión Dentro de dos o tres décadas.
Fuente: Chem
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