Electrolizadores de agua con membrana de intercambio protónico

Los electrolizadores de agua con membrana de intercambio protónico (del inglés PEM) son capaces de producir, de manera sostenible, hidrógeno de una gran pureza, tanto para aplicaciones de origen químico como para el almacenamiento de energía.

Este tipo de electolizadores han despertado mucha atención en las últimas décadas debido a su eficiencia energética, su diseño compacto, su alta densidad de corriente, su respuesta rápida y que producen oxígeno como único subproducto.

Sin embargo, los electrolizadores PEM más populares para la producción de hidrógeno por electrólisis se basan en metales preciosos (Pt, Ir, Ru) cuyo coste elevado repercute en la inversión final del electrolizador PEM. De ahí que las últimas investigaciones estén dirigidas a la búsqueda de materiales que puedan reducir el coste final de la tecnología y así contribuir a la popularización de este sistema de producción de hidrógeno tan prometedor.

Electrolizadores de agua con membrana de intercambio aniónico

Los electrolizadores de agua con membrana de intercambio aniónico (del inglés AEMWE) son una tecnología sostenible y bajo coste para la producción de hidrógeno verde que combina las ventajas de la electrólisis del agua con membranas de intercambio protónico y los sistemas tradicionales de electrólisis del agua alcalina.

A diferencia de los electrolizadores de agua con membrana de intercambio protónico, los AEMWE utilizan catalizadores de metales de transición en sustitución de metales preciosos; además, la membrana empleada en en los AEM es menos costosa y se puede reemplazar el titanio de los PEM por acero inoxidable.

De esta manera, en conjunto, los electrolizadores de agua con membrana de intercambio aniónico muestran un mayor potencial ya que pueden producir hidrógeno verde a un precio competitivo.

Sin embargo, es fundamental comprender los factores limitantes asociados a la durabilidad que restringen el uso a largo plazo de estos dispositivos, ya que las membranas empleadas resultan no ser duraderas en entornos industriales.

De ahí que en este 2023 las investigaciones se centren en torno a la mejora de la eficiencia a largo plazo de las membranas de esta tecnología.

Electrolizadores de agua desacoplados

Como ya vimos en nuestro blog, los electrolizadores de agua desacoplados resuelven las limitaciones que presentan los electrolizadores convencionales; como la densidad de potencia del stack o la mezcla de gases explosivos, entre otros.

Gracias a que las celdas de los electrolizadores se presentan desacopladas, la formación de hidrógeno y oxígeno están separadas en tiempo y espacio, evitando así la mezcla de gases cuando el dispositivo está conectado a fuentes de energía renovables.

Además, la eficiencia de la producción de hidrógeno mejora con este sistema, ya que la velocidad de producción de hidrógeno verde solo va a depender de la velocidad de oxidación del mediador redox que se utilice, siendo independiente de la velocidad de formación del oxígeno.

En 2023 las investigaciones se centrarán en el desarrollo de materiales redox y en la mejora del diseño de las celdas, consiguiendo así que los electrolizadores de agua desacoplados se conviertan en la tecnología que ayude a mitigar la intermitencia de las fuentes de energía renovable.

Transportadores de hidrógeno

En un reciente artículo del blog, ya analizamos los métodos de almacenamiento de hidrógeno. Entre ellos, en 2023 darán que hablar los portadores orgánicos líquidos de hidrógeno (del inglés LOHC), que se encargan de absorber y liberar H₂ a través de reacciones químicas. Ejemplo de ellos son los compuestos insaturados que permiten absorber hidrógeno en fase de hidrogenación. Sin embargo, aunque existe un número elevado de alternativas viables, se requiere de investigación para mejorar la viabilidad económica y su manejo con seguridad.

Por su parte, el amoniaco, también considerado portador de hidrógeno, es muy sencillo de producir y puede ser empleado en la producción de fertilizantes, refrigerantes y otros productos de la industria química. Una gran alternativa para el transporte del hidrógeno a gran escala.

Pilas de combustible de hidrógeno

Ya vimos anteriormente, que las pilas de combustible de hidrógeno son una gran alternativa para pasar de una economía basada en hidrocarburos a una economía basada en hidrógeno, con el fin de conseguir un futuro con emisiones-cero.

Las pilas de combustible, de manera similar a las baterías, transforman la energía química en elétrica, pero a diferencia de las baterías, la pila de combustible no se agota ni requiere ser recargada ya que funciona a través de un flujo continuo de reactivos que suministrar corriente a un circuito externo.

Se trata de un dispositivo de alta eficiencia y libre de emisiones. Sin embargo, su reto, para este 2023 pasará por una producción y despliegue masivos que minimicen su alto coste y así aprovechar sus ventajas para contribuir a la transición energética.

Si quieres conocer más sobre las últimas novedades de la industria del hidrógeno y aquellos avances e investigaciones en curso, te invitamos a seguirnos en RRSS y visitar nuestra página web, donde encontrarás todas las novedades sobre uno de los temas que será seguro protagonista de nuevo en este año 2023.