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Una tecnología de pilas de combustible más barata y limpia gracias a innovaciones en la fabricación

Con acceso a combustible y oxígeno, las pilas de combustible generan de forma continua electricidad, por lo que son más eficientes que la mayoría de pilas o baterías y, en consecuencia, abren la puerta a una nueva era en el suministro energético y eléctrico. Sin embargo, los costes de fabricación constituyen una barrera, motivo por el cual este proyecto decidió buscar una solución.

Tecnologías industriales

Las pilas de combustible transforman la energía química (normalmente del hidrógeno) y un agente oxidante (normalmente el aire) para generar electricidad. Al contrario que la mayoría de pilas, que contienen elementos reactivos, las de combustible dependen de un suministro continuo de combustible y oxígeno para mantener su reacción química. Las pilas de combustible se consideran una alternativa extremadamente eficiente para la energía de consumo doméstico o los vehículos eléctricos. Pero uno de los principales desafíos que impiden su adopción generalizada es el coste de fabricación de los módulos de pilas de combustible. El proyecto de acción de investigación e innovación SOSLeM, que contó con apoyo de la UE, ha contribuido a la construcción de una nueva planta de producción de módulos en la empresa SOLIDpower, haciendo que el proceso de fabricación sea más económico, limpio e inteligente. Resulta más barato porque se ha simplificado el diseño gracias a la producción automatizada. Más limpio al emplear en los módulos materiales con un menor impacto medioambiental, así como un tratamiento de residuos optimizado.

Una producción más barata y limpia

El equipo de SOSLeM revisó el diseño de los cartuchos que separan cada segmento de las pilas de combustible en el módulo de las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) y pasó a utilizar menos componentes y un entorno completamente automatizado. A continuación se comprobaron los módulos antes de su instalación en un banco de pruebas diseñado por SOSLeM que, utilizando el equipo de forma más eficiente, permitió aumentar su rendimiento. Este nuevo banco de pruebas también proporcionó información específica sobre la calidad de los módulos, mejorando la predicción del comportamiento probable e identificando las áreas de mejora. «Nos enfrentamos al reto de mejorar los materiales y los procesos de fabricación, dado que las SOFC funcionan a una temperatura elevada y los materiales suelen deteriorarse más rápido según aumenta la temperatura», comenta Jan Pieter Ouweltjes, coordinador del proyecto. Antes de modificar el proceso de fabricación, el equipo validó los cambios al menos cuatro veces en laboratorio en las condiciones aplicables.

Capacitar a los consumidores mediante la microcogeneración de pilas de combustible

En el marco del proyecto PACE (cofinanciado por la UE), se adoptaron las innovaciones desarrolladas por SOSLeM para producir y distribuir una versión beta de la solución de microproducción combinada de calor y electricidad (micro-CHP). PACE se puso en marcha para el despliegue europeo de la denominada «microcogeneración de pilas de combustible» en los hogares. Al generar calor y electricidad cerca del punto de consumo, esta solución energética inteligente es extremadamente eficiente. El objetivo es desplegarla en más de 2 800 hogares de 10 países antes de 2020. Teniendo en cuenta que la mitad del consumo energético en Europa procede de la calefacción, esta tecnología podría resultar esencial para alcanzar el objetivo de la descarbonización. De hecho, PACE ha preparado la cadena de suministro y creado un mercado para las innovaciones industriales de SOSLeM. «Hemos alcanzado un verdadero punto de referencia, puesto que no había nada anteriormente que replicar. Logramos acortar un proceso que suele llevar entre tres y cinco años a menos de doce meses. En ese plazo completamos la planta, la ingeniería de procesos y la automatización, todo al mismo tiempo», comenta Bernhard Zwinz, responsable de producción de SOLIDpower. «A finales de 2019 podremos generar hasta 25 MW (16 600 módulos) al año en nuestra nueva planta con montaje completamente automatizado. Crearemos 80 puestos de trabajo, sin contar los que surjan en nuestros proveedores de equipos y materiales».

Palabras clave

SOSLeM, pilas, hidrógeno, pilas de combustible de óxido sólido, electricidad, ecológico, energía, microcogeneración de pilas de combustible, consumidores, renovables

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