En los últimos 20 años la población mundial creció aproximadamente un 25%, y con ello el consumo energético. Este incremento de la demanda de energía también aumentó la emisión de dióxido de carbono, uno de los gases responsables del efecto invernadero. Surge así a nivel global la necesidad de realizar acciones concretas para mitigar el problema, impulsando el camino hacia la transición energética que permita disminuir o eliminar la emisión de dióxido de carbono.

La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) colabora de manera activa en el proceso de Transición Energética mediante la investigación y el desarrollo de la Tecnología Nuclear -con proyectos innovadores como los reactores CAREM y el RA-10- y de otras energías limpias a partir del Litio, el Hidrógeno y la Energía Solar.

Energía solar

Con el fin de contribuir a la transición energética en nuestro país, el Departamento Energía Solar (DES) de la CNEA se dedica al estudio de la energía solar fotovoltaica y sus beneficios, así como a la promoción de la generación distribuida.

La generación distribuida es una forma de proveer energía mediante el uso de tecnologías que se ubican en las proximidades de los usuarios. Estas instalaciones generan electricidad limpia que es consumida directamente por los hogares o industrias, aportan el excedente a la red de distribución e indirectamente contribuyen a disminuir la producción de energía a partir de fuentes no renovables.

En la Argentina ya existen usuarios domiciliarios que generan energía para uso propio pero derivan la que sobra a la red eléctrica. El Departamento Energía Solar contribuye a elaborar normativas y reglamentaciones a nivel nacional para que se puedan implementar este tipo de sistemas de generación distribuida.

El DES también colabora con la Dirección Nacional del Antártico para dotar de energía solar a distintas instalaciones argentinas en ese continente. Desde 2014, la Base Marambio tiene ocho paneles fotovoltaicos de silicio que suman un total de 2 kW de potencia y generan un promedio de 1.650 kWh por año. Esto representa el 34% del consumo anual de una vivienda unifamiliar. En la Base Carlini se instaló recientemente un sistema de 2,2 kW conectado a la red. Esto permite ahorrar parte del combustible que utilizan los generadores eléctricos. También hay una instalación en el refugio Elefante, una base de observación de fauna donde funcionan cuatro paneles que en total suman 1 kW de potencia.

Por otro lado, el DES también trabaja en un Proyecto de Inversión (BAPIN) que tiene como fin la autogeneración parcial de la energía eléctrica consumida por el Centro Atómico Constituyentes de la CNEA, a través del diseño, instalación y operación de sistemas fotovoltaicos con una potencia total de 400 kW, los cuales generarán aproximadamente el 8% del consumo eléctrico anual. La ejecución del proyecto permitirá asimismo realizar actividades de investigación y desarrollo en la temática y contribuir a la formación de recursos humanos especializados.

Litio

Distintos grupos de investigación de la CNEA se dedican a estudiar las potencialidades del litio y contribuir así a la transición energética. Desde el Centro Atómico Constituyentes, especialistas de la Gerencia de Área Investigación, Desarrollo e Innovación, junto a las empresas INVAP SE y Nucleoeléctrica Argentina SA., llevan adelante un proyecto que apunta a lograr la separación isotópica de litio para usos en tecnología nuclear de alto valor agregado.

El objetivo de este proyecto es desarrollar técnicas físicas y electroquímicas de separación de los dos isótopos estables del litio, que sean ambientalmente benignas y que permitan agregar un valor a las reservas que Argentina tiene en la región de la Puna en una proporción varios órdenes de magnitud mayor a la que tiene el carbonato de litio para fabricación de baterías.

Las sales de litio-7 se pueden usar para el tratamiento químico de reactores de tipo PHWR (reactor de agua pesada presurizada), mientras que el litio-6 se puede usar en reproductores de tritio (reactores de fusión) y otras aplicaciones en tecnología nuclear. Es el caso de las placas centelladoras para sistemas de imágenes y detección de neutrones utilizando litio-6 para reemplazo de insumos importados en las facilidades nucleares del país y su posible exportación.

Otro proyecto relacionado con el litio que llevan adelante investigadores de la CNEA se denomina “ElectroLitAr”, y tiene como objetivo el desarrollo tecnológico para la producción nacional de electrolito para baterías de ion-litio a partir de la síntesis de la sal hexafluorofosfato de litio (LiPF6) y la formulación de la preparación de soluciones específicas para tal fin.

El proyecto incluye la síntesis de LiPF6 a escala laboratorio (1-10 gramos) y el posterior desarrollo en una escala de 500-1000 gramos, finalizando con el diseño conceptual de una planta de producción de aproximadamente 2 toneladas anuales.

La producción de la sal LiPF6 de alta calidad, junto con el montaje de la futura planta de baterías de baterías UNILIB, le permitirá al país contar con un desarrollo propio para completar los tres pilares fundamentales para la producción de baterías nacionales: la preparación de materiales activos, el ensamblado de celdas y la producción de electrolito.

Además de investigadores del Departamento Fisicoquímica y Control de Calidad y tecnólogos de la Subgerencia de Ingeniería y Diseño de la Gerencia Complejo Tecnológico Pilcaniyeu de la CNEA, participan en el proyecto especialistas de YPF Tecnología SA, CLORAR Ingeniería SA y el Centro de Química Inorgánica CEQUINOR-CONICET.

Hidrógeno y celdas de combustible

El hidrógeno (H2) puede utilizarse como vector de energía ya que es un combustible que libera energía sin emitir dióxido de carbono al medio ambiente. Sin embargo, el hidrógeno no se encuentra como tal en la naturaleza, por lo que es un combustible que debe producirse a partir de otros compuestos, como agua, hidrocarburos, alcoholes, etc. Entonces, para que esta tecnología sea una verdadera solución, es necesario que durante su producción la emisión de dióxido de carbono sea mínima.

El hidrógeno para ser utilizado en dispositivos que produzcan energía eléctrica puede ser obtenido de diferentes fuentes y por variados métodos. De acuerdo a la forma de producción será el color que se le asigna para diferenciarlo.

Investigadores del Departamento Fisicoquímica de Materiales de la CNEA en el Centro Atómico Bariloche utilizan un método denominado electrólisis para producir el hidrógeno. La electrólisis consiste en la conversión electroquímica del agua, mediante el aporte de energía eléctrica, en productos como oxígeno e hidrógeno.

Además de su producción, existen otros grupos de investigación de la CNEA dedicados al desarrollo de generadores basados en pilas de combustible de óxido sólido alimentadas con hidrógeno producido a partir de combustibles tradicionales. Para ello, en el Departamento Caracterización de Materiales del Centro Atómico Bariloche, se estudian nanomateriales cerámicos para electrolizadores y pilas de combustible de alta temperatura.