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SINTEF – Un nuevo proyecto está haciendo que el proceso de producción de hidrógeno sea más rentable y sostenible al reducir el uso de materias primas críticas.

Un nuevo proyecto está haciendo que el proceso de producción de hidrógeno sea más rentable y sostenible al reducir el uso de materias primas críticas.

El hidrógeno verde es una alternativa prometedora a los combustibles fósiles, que permite la descarbonización de sectores industriales cruciales. Puede convertirse en electricidad para su uso en el sector del transporte, como materia prima para la producción de metales o puede quemarse para producir calor y utilizarlo en la fabricación de cemento.

Sin embargo, uno de los desafíos en la producción de hidrógeno verde es que los materiales necesarios en el proceso son caros y difíciles de encontrar. Muchos de ellos han sido designados como Materias Primas Críticas (CRM) o tienen impactos ambientales negativos. Además, las grandes inversiones y los costes de electricidad provocan unos costes de producción prohibitivamente elevados.

Un nuevo proyecto financiado a través de la Asociación para la Transición a la Energía Limpia buscará resolver este problema mediante el desarrollo y la demostración de nuevas tecnologías para la producción eficiente de hidrógeno verde.

– Las innovaciones contribuirán directamente a un mayor uso de tecnologías de hidrógeno verde, ayudarán a Europa a alcanzar sus objetivos de reducción de emisiones y mejorarán la experiencia europea en hidrógeno verde, dice el investigador de SINTEF, Patrick Fortin.

El hidrógeno verde se produce mediante una técnica llamada electrólisis del agua. En este proceso, se utiliza electricidad renovable para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Se utilizan dos tipos principales de electrólisis: alcalina y PEM (membrana de intercambio de protones).

La tecnología alcalina ha estado funcionando en Noruega durante casi 100 años (Fuente: nelhydrogen.com), mientras que la empresa derivada de SINTEF, Hystar, es un ejemplo de una empresa noruega que se dispone a producir electrolizadores PEM.

Actualmente, la “electrólisis de agua con membrana de intercambio de protones (PEMWE)” es la ruta más prometedora hacia la producción de hidrógeno verde. En comparación con la electrólisis alcalina tradicional, los electrolizadores PEM tienen un mayor rendimiento y pueden responder a cambios rápidos en el suministro de energía, lo que los hace ideales para acoplarse con fuentes de energía renovables.

Sin embargo, la principal deficiencia de PEMWE es que necesita materiales caros y raros para superar el duro entorno operativo y al mismo tiempo producir gases de alta calidad de forma segura.

Patricio Fortín, dicho:

Todos los sistemas PEMWE comerciales actuales dependen de materiales que generan un alto costo del electrolizador y han sido identificados como materias primas críticas o materiales con preocupaciones ambientales o de sostenibilidad.

Estos materiales son catalizadores y revestimientos protectores de metales nobles, placas bipolares a base de titanio y membranas a base de ácido sulfónico perfluorado (PFSA), explica Patrick Fortin.

En las pilas de electrolizadores del proyecto, la materia prima crítica, el titanio, se reemplaza por acero inoxidable y la carga de iridio se reduce en un 50 por ciento. Además, la sustitución de las membranas fluoradas mejorará la sostenibilidad, proporcionando una producción de hidrógeno más respetuosa con el medio ambiente y a un coste significativamente reducido.

"El objetivo principal del proyecto es desarrollar y demostrar una pila de electrolizadores de membrana de intercambio de protones (PEM) con mayor rendimiento, costos reducidos y mayor sostenibilidad en comparación con los sistemas de electrolizadores PEM actuales", dice Fortin.

Las innovaciones se probarán inicialmente a escala de laboratorio antes de ampliarlas con la ayuda de los socios industriales del proyecto.

Hacer que el hidrógeno verde sea aún más ecológico, 13 de agosto de 2023