Tecnología innovadora de membranas de hidrógeno
El hidrógeno producido a través de la electricidad sin emisiones de carbono puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones en prácticamente todos los sectores energéticos: del transporte, industrial, residencial y de los portátiles. Este vector energético sostenible canaliza cantidades significativas de energía hacia sectores que son difíciles de descarbonizar a través de la electrificación. El proyecto financiado con fondos europeos MEMBRASENZ representa un hito importante en el camino hacia la potenciación de esta transición hacia las energías renovables. Fomento de la eficiencia de la electrolisis La electrolisis es una opción prometedora para la producción de hidrógeno a partir de recursos renovables. Entre los distintos tipos de electrolizadores, los alcalinos funcionan mediante el transporte de iones de hidróxido a través del electrolito del cátodo hacia el ánodo, generando hidrógeno en la parte del cátodo. Las membranas de alta calidad son muy apreciadas, puesto que pueden separar el hidrógeno puro en una mezcla de gases. «Los electrolizadores pueden contener material de membrana de una superficie total sumamente grande, de unos 1 000 m2. La clave del éxito de MEMBRASENZ radica en el uso de un material compuesto adaptado de forma óptima para satisfacer los estrictos requisitos contradictorios de las membranas para la electrolisis alcalina», explica Jelena Stojadinovic, directora general y fundadora de MEMBRASENZ GmbH, empresa coordinadora del proyecto. Además, esta nueva membrana avanzada para la generación sostenible de hidrógeno cumple con los requisitos de pureza y puede integrarse en las infraestructuras industriales, energéticas y de movilidad existentes. El diseño de la membrana de MEMBRASENZ subsana las carencias del amianto, que ahora está prohibido, y del producto de sustitución estándar Zirfon®. Aunque este último disminuye los efectos negativos para la salud y el medio ambiente, posee algunos inconvenientes impresionantes como una estabilidad mecánica y térmica insuficiente, un nivel superior de permeabilidad al oxígeno a temperaturas por encima de los 100 °C y una menor conductividad iónica, todos ellos factores que afectan a la rentabilidad de la producción de hidrógeno. «Nuestra nueva membrana avanzada aumenta la eficiencia del proceso de electrolisis debido a una mejora de la estanqueidad a los gases, la conductividad iónica y la resistencia térmica del material compuesto recién desarrollado», destaca Stojadinovic. «La membrana de hidrógeno de MEMBRASENZ es la única del mercado que puede soportar temperaturas superiores a los 100 °C», añade Stojadinovic. Tras 600 horas de pruebas «in situ» con la membrana a 120 °C, no disminuyó el rendimiento del material y el proceso de electrolisis mantuvo la tensión estable. A título comparativo, la vanguardista membrana de la competencia se degrada a 100 °C. El incremento de la temperatura de la célula reduce considerablemente la tensión necesaria para que tenga lugar la electrolisis y supone una maximización de la eficiencia del sistema. Un vínculo vital en la transición energética Se prevé que la demanda de producción de hidrógeno experimente un incremento exponencial a lo largo de los próximos años. Según el estudio de mercado de MEMBRASENZ, la producción anual de hidrógeno se mantuvo en 50 millones de toneladas, lo cual se traduce en 450 000 millones de euros, y se prevé que se multiplique por seis de aquí a 2025. La electrolisis del agua es una tecnología esencial de la revolución energética, dado que es el único proceso de producción de hidrógeno con bajas emisiones. «En los centros de energía eólica y solar, el exceso de electricidad que no se suministra directamente a la red eléctrica puede utilizarse para realizar la electrolisis, almacenando el hidrógeno para su reutilización posterior. Unos sistemas “power to X” conectados a la red y sin conexión a la red ayudan a equilibrar la generación de energías renovables volátiles», destaca Stojadinovic. Las células de combustible de hidrógeno ya propulsan a vehículos de Toyota, Honda, Hyundai y Mercedes, así como a flotas de autobuses y a trenes de alta velocidad de Alstom en Alemania. La instalación de las membranas MEMBRASENZ en electrolizadores de agua alcalinos en todo el mundo aumentará la adopción de la electrolisis para la producción de hidrógeno, ayudando así a suministrar hidrógeno ecológico a muchos sectores diferentes. La membrana de MEMBRASENZ promete aumentar considerablemente la eficiencia del proceso, reducir el consumo de electricidad y recortar los costes operativos en miles de millones.
Palabras clave
MEMBRASENZ, membrana, electrolisis, producción de hidrógeno, alcalino, compuesto, transición energética, Zirfon, amianto
