O grafeno pode ajudar a reduzir o custo de energia de produção de água pesada e descontaminação em usinas nucleares em mais de cem vezes em comparação com as tecnologias atuais, A pesquisa da Universidade de Manchester indica.

O novo desenvolvimento pode levar à redução das emissões de CO2 associadas à produção de água pesada em até um milhão de toneladas por ano.

Escrevendo na Nature Communications, uma equipe da Universidade de Manchester liderada pelo Dr. Marcelo Lozada-Hidalgo demonstrou protótipos totalmente escalonáveis ​​de membranas de grafeno capazes de produzir água pesada.

A pesquisa mostra que as membranas à base de grafeno podem tornar a produção de água pesada mais eficiente, levando a uma energia nuclear mais verde e mais barata.

A produção de água pesada necessária à indústria nuclear para gerar energia limpa é um processo caro. Devido às propriedades únicas do material do grafeno, ele tem o potencial de separar efetivamente as partículas subatômicas, tornando este processo mais eficiente e econômico.

Separar os isótopos de hidrogênio é uma tarefa enorme para a fissão nuclear e futuras usinas de fusão. Milhares de toneladas de misturas isotópicas são processadas todos os anos. Ainda, produzir apenas 1 kg de água pesada consome energia suficiente para abastecer uma casa americana média por um ano inteiro.

Dr. Lozada-Hidalgo, Um pesquisador da Universidade de Manchester disse:"Este é um marco crucial no caminho para levar esta tecnologia revolucionária para aplicação industrial.

"Os ganhos potenciais são altos o suficiente para justificar sua introdução mesmo na indústria nuclear altamente conservadora."

Só no ano passado, o mesmo grupo de pesquisadores descobriu que o grafeno pode filtrar isótopos de hidrogênio com eficiência. Mas as oportunidades industriais desta descoberta não foram analisadas porque não havia membranas ou métodos de fabricação adequados para a fabricação em escala na época.

Agora, o grupo Manchester desenvolveu protótipos de membranas totalmente escalonáveis ​​e demonstrou a separação de isótopos em estudos em escala piloto. Eles descobriram que a alta eficiência da separação permitiria uma redução significativa da quantidade de entrada de misturas de isótopos brutos que precisam ser processados. Isso reduz os custos de capital e as necessidades de energia.

Eles estimaram que seria necessária mais de cem vezes menos energia para produzir água pesada em comparação com as tecnologias concorrentes - uma economia de energia ainda maior é esperada para a descontaminação do trítio.

Sir Andre Geim, acrescentou:"O trítio descarregado tanto de usinas nucleares quanto como resultado de desastres ambientais é uma grande preocupação global.

"Acreditamos que esta tecnologia pode transformar economicamente a pegada ambiental de futuras usinas nucleares."