El Enriquecimiento Limpio de Litio Podría Revolucionar la Energía de Fusión
La búsqueda de la energía de fusión, con su promesa de una fuente de energía limpia y abundante, ha sido un viaje largo y desafiante. Si bien los científicos han logrado avances significativos en la consecución de la fusión a escala, persisten los obstáculos, en particular en la producción de combustible. El método actual de enriquecimiento de litio, un componente crucial, ha demostrado ser un peligro ambiental. Sin embargo, los investigadores en Texas pueden haber descubierto una solución innovadora: una forma rentable y respetuosa con el medio ambiente de enriquecer el litio.
Un Descubrimiento Serendipitoso
Un equipo de la Universidad Texas A&M tropezó con este innovador proceso mientras trabajaba en un método para purificar el agua subterránea contaminada por la extracción de petróleo y gas. Su investigación, publicada en la revista Chem, detalla un proceso electroquímico para enriquecer el litio-6, un isótopo clave utilizado en reactores de fusión.
Sarbajit Banerjee, profesor de ETH Zürich y Texas A&M, explicó la importancia de su trabajo: "La fusión nuclear es la principal fuente de energía emitida por estrellas como el Sol". El enfoque más práctico para la fusión en la Tierra involucra isótopos de deuterio y tritio. El tritio, al ser raro y radiactivo, se "genera" actualmente en reactores bombardeando isótopos de litio con neutrones. El litio-6 es mucho más eficiente en este proceso que el litio-7, que es más común.
El enriquecimiento de mezclas de litio naturales para obtener litio-6 ha sido históricamente una tarea tóxica. Banerjee citó el ejemplo de la planta Y12 en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, donde Estados Unidos produjo litio-6 para armas termonucleares utilizando mercurio líquido. Este proceso resultó en la liberación de cientos de toneladas de mercurio en las vías fluviales, lo que provocó graves daños ambientales que persisten hasta el día de hoy.
Un Enfoque Más Ecológico para el Enriquecimiento de Litio
El nuevo método del equipo de Texas A&M utiliza un compuesto llamado zeta-V2O5, desarrollado originalmente para la limpieza de aguas subterráneas. Observaron que este material aísla selectivamente el litio-6 de las mezclas de isótopos de litio sin la necesidad de sustancias nocivas como el mercurio.
"Nuestro enfoque utiliza los principios de funcionamiento esenciales de las baterías de iones de litio y las tecnologías de desalinización", explicó Banerjee. "Insertamos iones de Li de corrientes de agua dentro de los túneles unidimensionales de zeta-V2O5... nuestra esponja selectiva de Li tiene una preferencia sutil pero importante por 6Li sobre 7Li que proporciona un proceso mucho más seguro para extraer litio del agua con selectividad isotópica."
Este avance podría revolucionar la producción de combustible para generadores de fusión sin requerir grandes rediseños de los reactores existentes. Si bien la energía de fusión sigue siendo un esfuerzo desafiante, Banerjee sigue siendo optimista y afirma que los avances en los diseños de ingeniería, la ciencia de los materiales y la física del plasma nos están acercando a la realización del potencial de la energía de fusión en las próximas décadas.
Fuente: Gizmodo