En busca de una tecnología para la producción asequible de hidrógeno ecológico

El hidrógeno ecológico es considerado un elemento fundamental para la transición energética, tanto como combustible libre de carbono como materia prima para las industrias siderúrgica y química. El hidrógeno ecológico se obtiene mediante electrólisis, que escinde el agua en hidrógeno y oxígeno empleando electricidad procedente de recursos renovables, y su popularidad crece por momentos. Con todo, su viabilidad está en entredicho debido a sus altos costes de producción. Para abordar este escollo, los expertos del proyecto financiado con fondos europeos CHANNEL han desarrollado una tecnología innovadora para producir hidrógeno de manera rentable mediante la electrólisis. Según una nota de prensa emitida por Evonik, socio del proyecto CHANNEL, la membrana de intercambio aniónico diseñada por esta empresa de productos químicos especializados «debería contribuir a la mejora de la producción electrolítica de hidrógeno». Las membranas de intercambio aniónico están constituidas por membranas electrolíticas de polímero sólido que contienen grupos iónicos positivos y aniones móviles. En la misma nota de prensa, Oliver Conradi, representante de Creavis, la división de innovación estratégica de Evonik, comenta: «Nuestra membrana podría favorecer el desarrollo comercial de una tecnología de electrólisis sumamente eficiente y económicamente viable». A lo que añade: «La química del polímero de esta membrana es la clave para lograr una electrólisis eficiente; una clave que ya atesoramos».

Costes reducidos

Tal como se indica en la nota de prensa, la electrólisis con membrana de intercambio aniónico es más ventajosa en comparación con otros procesos electrolíticos como, por ejemplo, la electrólisis alcalina convencional basada en diafragmas o la electrólisis con membrana de intercambio de protones que depende, en gran medida, de materias primas tales como metales preciosos. «El concepto innovador de la membrana de intercambio aniónico permite reducir los costes de inversión porque las celdas empleadas para la electrólisis en condiciones alcalinas no requieren metales preciosos. Por lo tanto, se pueden emplear materiales mucho más baratos. Otras características de esta tecnología de electrólisis con membrana de intercambio aniónico incluyen una alta densidad de corriente, una muy buena eficiencia y una elevada flexibilidad». La alta conductividad eléctrica de la membrana de intercambio aniónico constituye una ventaja adicional.

Eficiencia

El proyecto CHANNEL (Development of the most Cost-efficient Hydrogen production unit based on AnioN exchange membrane ELectrolysis) estará activo hasta diciembre de 2022. Su objetivo es desarrollar un electrolizador eficiente y de bajo coste que utilice «electrocatalizadores no basados en metales del grupo del platino, capas de transporte porosas, colectores de corriente, placas bipolares, membranas de intercambio aniónico punteras e ionómeros», tal como se indica en el sitio web del proyecto. «Esto permitirá desarrollar una tecnología de electrolizador a un coste de inversión igual o inferior al de la electrólisis alcalina convencional. Sin embargo, a diferencia de la electrólisis alcalina, la eficiencia y la densidad de corriente de funcionamiento del electrolizador de membrana de intercambio aniónico de CHANNEL serán parecidas a las del electrolizador de membrana de intercambio de protones». En el sitio web del proyecto se afirma asimismo: «El “stack” de CHANNEL no solo permitirá reducir el número de componentes del electrolizador, sino que además podrá funcionar en condiciones dinámicas y de presión diferencial, lo que es perfecto para producir hidrógeno barato y de gran calidad a partir de fuentes de energía renovable».