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Advanced Electrolyser for Hydrogen Production with Renewable Energy Sources

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Producción de hidrógeno sin emisiones de carbono

La producción de hidrógeno actual se basa principalmente en los combustibles fósiles. Un equipo de científicos financiado por la Unión Europea está desarrollando la tecnología necesaria para producir hidrógeno a partir de vapor a temperaturas relativamente bajas en la que la energía necesaria para su funcionamiento proviene de fuentes renovables.

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La Unión Europea se ha comprometido a desarrollar fuentes alternativas de energía renovable que reduzcan su dependencia de los combustibles fósiles y ayuden a afrontar los principales retos mundiales en materia de medio ambiente y clima. En el Plan Estratégico Europeo de Tecnología Energética (Plan EETE) se señala que las pilas de combustible y el hidrógeno se cuentan entre las áreas más importantes que pueden contribuir al cumplimiento de los objetivos climáticos y energéticos. En este contexto, un amplio consorcio de socios muy cualificados inició el proyecto «Advanced electrolyser for hydrogen production with renewable energy sources» (ADEL) con la intención de desarrollar una tecnología rentable para la producción de hidrógeno a partir de recursos renovables. Las pilas de combustible que funcionan en modo inverso producen hidrógeno mediante la electrolisis de moléculas de agua. Las técnicas más avanzadas que se emplean actualmente se basan en electrolizadores de óxidos sólidos (SOE) para conseguir la electrólisis a alta temperatura del vapor de agua (HTSE). El concepto ADEL se centra en la electrólisis del vapor a temperaturas intermedias (ITSE), que permite aumentar la vida útil del electrolizador a la vez que se mantienen el rendimiento y la eficiencia energética del sistema. Durante la primera fase del proyecto, los científicos fabricaron pilas individuales, unidades de repetición individuales (SRU) y apilamientos cortos de pilas basados en SOE para investigar el funcionamiento a temperaturas intermedias (de hasta 700 ºC). Los resultados preliminares demuestran un buen rendimiento, una durabilidad constante y un funcionamiento transitorio prometedor en los tres prototipos. A continuación modelaron el comportamiento de un apilamiento de SOE, tanto a 800 (HTSE) como a 700 (ITSE) ºC y compararon sus respectivos rendimientos energéticos y retornos de la inversión. Aunque la ITSE requiere una entrada de calor mayor para su funcionamiento, ofrece algunas ventajas en cuanto a unidades de consumo de electricidad y costes de inversión. Además seleccionaron y validaron herramientas de simulación para evaluar las fuentes adecuadas de energía (nuclear, solar, eólica o biomasa) y la integración de la ITSE en una central de energía de hidrógeno. Por otra parte analizaron el rendimiento del dispositivo ITSE y optimizaron su diseño. La ITSE es una forma técnicamente viable de generar hidrógeno y contribuir a un programa de energía sostenible. Al igual que ocurre con otras nuevas tecnologías de pilas de combustible, el pleno aprovechamiento de los SOE precisa aún de que se produzcan reducciones significativas de costes. Los socios de ADEL esperan entregar una unidad de demostración de 50 kW que incorpora la mejor tecnología disponible actualmente.

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