Il grafene potrebbe contribuire a ridurre di oltre cento volte il costo energetico della produzione di acqua pesante e della decontaminazione nelle centrali nucleari rispetto alle tecnologie attuali, Lo indica una ricerca dell'Università di Manchester.

Il nuovo sviluppo potrebbe portare alla riduzione delle emissioni di CO2 associate alla produzione di acqua pesante fino a un milione di tonnellate all'anno.

Scrivere in Nature Communications, un team dell'Università di Manchester guidato dal Dr. Marcelo Lozada-Hidalgo ha dimostrato prototipi completamente scalabili di membrane di grafene in grado di produrre acqua pesante.

La ricerca mostra che le membrane a base di grafene potrebbero rendere più efficiente la produzione di acqua pesante, portando a un'energia nucleare più verde e meno costosa.

La produzione di acqua pesante necessaria all'industria nucleare per generare energia pulita è un processo costoso. Grazie alle proprietà uniche del materiale, il grafene ha il potenziale per separare efficacemente le particelle subatomiche, rendendo questo processo più efficiente ed economico.

La separazione degli isotopi dell'idrogeno è un compito enorme per la fissione nucleare e per i futuri impianti di fusione. Ogni anno vengono lavorate migliaia di tonnellate di miscele isotopiche. Ancora, produrre solo 1 kg di acqua pesante consuma energia sufficiente per alimentare una famiglia americana media per un anno intero.

Dott. Lozada-Hidalgo, Il ricercatore dell'Università di Manchester ha dichiarato:"Questa è una pietra miliare cruciale nel percorso per portare questa tecnologia rivoluzionaria nell'applicazione industriale.

"I potenziali guadagni sono abbastanza alti da giustificare la sua introduzione anche nell'industria nucleare altamente conservatrice".

Solo l'anno scorso, lo stesso gruppo di ricercatori ha scoperto che il grafene può setacciare in modo efficiente gli isotopi dell'idrogeno. Ma le opportunità industriali di questa scoperta non sono state analizzate perché all'epoca non esistevano membrane o metodi di fabbricazione adatti alla produzione scalabile.

Ora, il gruppo di Manchester ha sviluppato membrane prototipo completamente scalabili e ha dimostrato la separazione degli isotopi in studi su scala pilota. Hanno scoperto che l'elevata efficienza della separazione consentirebbe una significativa riduzione della quantità in ingresso di miscele di isotopi grezzi che devono essere lavorate. Ciò riduce sia i costi di capitale che il fabbisogno energetico.

Hanno stimato che sarebbe necessaria oltre cento volte meno energia per produrre acqua pesante rispetto alle tecnologie concorrenti – si prevedono risparmi energetici ancora maggiori per la decontaminazione del trizio.

Sir André Geim, ha aggiunto:"Il trizio scaricato sia dalle centrali nucleari che a seguito di disastri ambientali è una delle principali preoccupazioni globali.

"Riteniamo che questa tecnologia possa trasformare economicamente l'impronta ambientale delle future centrali nucleari".