REVISTA DE INGENIERIA DYNA

Se espera que llegue a participar entre el 15 y el 25% de la energía en una economía global. Su principal reto está en que los electrolizadores son complejos, costosos y escasamente eficientes.

A escala inferior al MW, los electrolizadores de agua comerciales más avanzados consumen unos 53 kWh de electricidad, entre la célula (47,5 kWh) y el sistema (5,5 kWh), para producir 1 kg de hidrógeno, que contiene 39,4 kWh de energía, lo que supone un rendimiento cercano al 75%, por lo que hace de elevado costo la utilización del hidrógeno como fuente de energía. Se prevé como objetivo para 2050, consumir solo 42 kWh en la célula, lo que elevaría el rendimiento al 83%, aun poco eficiente.

Estudiando el proceso evolutivo de los hidrolizadores, los investigadores del Intelligent Polymer Research Institute en la Universidad de Wollongong (Australia) han diseñado un nuevo concepto para los mismos que han expuesto en Nature Communications con el título A high-performance capillary-fed electrolysis cell promises more cost-competitive renewable hydrogen, basándose en las llamadas células asimétricas de membrana polimérica (PEM), pero recogiendo directamente las gases en cámaras en lugar de burbujear a través del electrolito.

En este concepto, el electrolito acuoso con 27% en peso de KOH es introducido por capilaridad en el separador de polietersulfona (PES) saturado, entre el ánodo para evolución del oxígeno a base de NiFeOOH y el cátodo para evolución del hidrógeno basado en Pt/C. Se ha comprobado en los ensayos que a 80-85 °C, se produce la electrolisis del agua con un rendimiento que supera a todas las celdas existentes, siendo a 0,8 A/cm2 del 95% y a 0,3 A/cm2 del 100%. Ello acerca el coste del hidrógeno a un precio más competitivo y promoverá su utilización como reproductor de energía.

La empresa australiana HYSATA industrializa este descubrimiento en forma de celdas hidrolizadoras modulares que pueden llegar a potencias hasta de gigavatios. Además del mayor rendimiento, son más sencillas de construir, de menor costo y mantenimiento, no necesitan refrigeración y resultan de fácil automatización.