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FP7

RESELYSER — Resultado resumido

Project ID: 278732
Financiado con arreglo a: FP7-JTI
País: Alemania

Nuevos avances en la producción de hidrógeno para obtener energía barata y limpia

El hidrógeno es un vector energético limpio, siempre y cuando la electrólisis se realice con una fuente de electricidad renovable. Pero la integración entre la electrólisis del agua y las fuentes de energía renovables (FER), que son inconstantes, plantea una serie de retos, los cuales han sido sorteados recientemente por un equipo de investigadores financiados con fondos europeos.
Nuevos avances en la producción de hidrógeno para obtener energía barata y limpia
La Unión Europea se ha propuesto reducir su dependencia de los combustibles fósiles para así reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y aumentar la seguridad energética. El uso de FER pasa por obtener mejoras tecnológicas y gestionar con más eficacia la variabilidad del suministro. La producción de hidrógeno a partir de la electrólisis del agua es un método atractivo con el que compensar las fluctuaciones de las FER. La electrólisis alcalina del agua es una técnica ya asentada, pero los electrolizadores empleados precisan de mejoras.

Los investigadores participantes en RESELYSER (Hydrogen from RES: Pressurised alkaline electrolyser with high efficiency and wide operating range) crearon un electrolizadores alcalinos de agua de coste bajo, gran eficiencia y presión elevada que pueden integrarse con FER aplicando membranas avanzadas, electrodos eficientes y células de diseño novedoso.

La célula electrolizadora alcalina que se ha creado, de 300 cm2, funciona a presiones más elevadas y se integra de forma sencilla en sistemas alimentados con FER. Se ha optimizado para una operación intermitente y presenta estabilidad y gran eficiencia en ciclos de encendido y apagado durante su funcionamiento a largo plazo en conjunción con FER. Se espera que ello facilite una amplia aceptación comercial en numerosos tipos de aplicaciones.

Los investigadores probaron, con resultados satisfactorios, su membrana separadora de nueva generación «e-bypass», compuesta por un composite de tres capas y dotada de circulación interna de electrolitos. Dos capas separadoras adyacentes llevan intercalada un canal de derivación (o bypass). Ese canal conduce un caudal de una solución con electrolitos, lo que mejora la operación con un suministro más bajo y a mayor presión, permitiendo así funcionar en una gama más amplia de temperaturas.

El diseño de la célula, innovador, mejoró la transferencia de masa y redujo las impurezas de gases a temperaturas elevadas y en operación de baja potencia. El separador e-bypass posibilita la electrólisis incluso con cargas muy bajas (las densidades actuales son muy inferiores a 0,2 A/cm2) y a presiones altas o incluso muy altas (muy por encima de 30 bar).

En tales condiciones, la tecnología convencional de electrólisis genera gases muy contaminados. Este problema queda resuelto con el tercer compartimento y con el flujo de electrolitos procedente del interior de la membrana e-bypass. Se calculó que la impureza de los gases en operación a 30 bar era aproximadamente la misma que a 10 bar en una pila convencional.

La producción de electrodos electrolizadores avanzados se logró mediante el recubrimiento de electrodos de níquel con una capa activa, sin necesidad de recurrir al uso de metales nobles caros. Además abaratar los costes, este sistema redujo la pérdida de electrodos a la mitad en comparación con los métodos convencionales.

Los avances logrados en RESELYSER han facilitado la combinación de los electrolizadores con fuentes de energía inconstantes. Los electrolizadores pueden estabilizar el aporte, por norma variable, de las renovables, brindando un medio de almacenamiento de energía y, a la vez, generando un combustible apto para transporte que favorece la economía del hidrógeno del futuro.

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Palabras clave

Producción de hidrógeno, energía limpia, electrólisis, fuentes de energía renovables, RESELYSER
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