INTEGRACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE CELDAS DE ÓXIDO SÓLIDO REVERSIBLES A UNA PLANTA NUCLEAR PARA LA PRODUCCIÓN DE COMBUSTIBLE Y GENERACIÓN ELÉCTRICA.

MOGNI, L.; ESQUIVEL, M.; BAQUE, L.; MONTENEGRO-HERNÁNDEZ, A.; SERQUIS, A.; ARCE, M.; CHANQUIA, C.; TROIANI H.; NAPOLITANO F.; BASBUS J.; CANEIRO, A.

Buenos Aires

Congreso; XLI Reunión de la Asociación Argentina de Tecnología Nuclear.; 2015

Lasceldas de óxido sólido (SOC) son dispositivos capaces de funcionar eficientementey de manera reversible tanto en modo ?combustible? (SOFC) como en modo?electrolítico?(SOEC). Este tipo de dispositivos operan de manera similar a unabatería, pero a diferencia de estas, pueden generar energía sin agotarse entanto se le suministren gases combustibles que reaccionan sobre la superficiede un electrodo.  Las SOC estáníntegramente formadas por óxidos cerámicos y operan a temperaturas superiores a600°C. En el modo SOFC generan electricidad a partir de combinarelectroquímicamente un combustible (hidrógeno, hidrocarburos, alcoholes, etc)con aire (O2). En el modo SOEC y al ser acopladas a fuentes deenergía (nuclear, hidroeléctrica, termoeléctrica, solar, eólica, etc)  producen combustibles de alta pureza, comopor ejemplo H2 a partir de H2O o syngas (CO+H2) a partir de la co-electrólisis de H2O-CO2.En estetrabajo se presenta una discusión sobre el estado de arte de estos dispositivosy las perspectivas futuras de la implementación de una planta de potencia eléctrica/producciónde combustible basada en esta tecnología acoplada a un reactor nuclear. Consideracionestermodinámicas permiten predecir una mayor eficiencia de la electrólisis a altatemperatura, por lo cual las SOC se presentan como la alternativa ideal para laproducción de combustibles por este método. Por otra parte, a diferencia deotras fuentes de energía, la energía nuclear ofrece la posibilidad no sólo deutilizar la energía eléctrica sino también el calor generado por la centralnuclear. El sistema integrado óptimo involucraría una planta SOC acoplada a unreactor de IV Generación (Gen IV) o a un reactor refrigerado por gas (high temperature gas-cooled reactor HTGR) ya que, al operar ambos a T>700°C, pueden acoplarse directamente. Sin embargo, se puede demostrar que estesistema también es eficiente (>35 %) acoplado a un reactor refrigerado conagua liviana (LWR) o pesada (WWR) (T ≈300- 350 °C) y utilizando un sistemaauxiliar para alcanzar la T de operación. Dentrode las ventajas de este tipo de tecnología se puede destacar la alta pureza delos productos de electrólisis, los cuales pueden utilizarse directamente parala generación de productos de alto valor agregado reduciendo costos de purificación.Por otra parte, la reversibilidad de las SOC permite no solo producir loscombustibles sino también utilizarlos y actuar como generador de energíaeléctrica durante picos de demanda.