Las dificultades de electrólisis con agua de mar

La electrólisis del agua de mar es un proceso tecologico prometedor, pero que aun plantea problemas técnicos. A día de hoy, presenta varios desafíos y problemas en comparación con la electrólisis del agua pura.

La industria de los electrolizadores invierte grandes recursos en superar esta barrera tecnologica. Los problemas más destacados que se encuentran son:

Contenido de sales: El agua de mar contiene una concentración significativa de sales disueltas, principalmente cloruro de sodio (NaCl). Durante la electrólisis, se pueden formar productos secundarios no deseados, como cloro gaseoso y otros compuestos clorados. Estos subproductos pueden ser perjudiciales y afectar la eficiencia del proceso.

Formación de incrustaciones: Las sales presentes en el agua de mar pueden precipitar y formar incrustaciones en los electrodos durante la electrólisis. Este fenómeno, conocido como incrustación o incrustación salina, puede disminuir la eficiencia del proceso y requerir mantenimiento frecuente de los electrodos.

Corrosión: La presencia de iones de cloruro en el agua de mar puede aumentar la corrosión de los electrodos y otros componentes del sistema de electrólisis. Esto puede afectar la vida útil de los materiales y requerir el uso de materiales más resistentes a la corrosión, lo que puede aumentar los costos.

Conductividad eléctrica: Aunque el agua de mar es conductor debido a las sales disueltas, su conductividad es menor en comparación con soluciones de electrolitos más concentradas. Esto puede afectar la eficiencia general de la electrólisis, ya que se requiere una mayor energía para lograr la misma cantidad de producción de hidrógeno y oxígeno en comparación con el agua pura.

Selección de electrodos: La selección de electrodos adecuados es crucial. La corrosión y la formación de incrustaciones pueden afectar la eficiencia y la vida útil de los electrodos. Además, es necesario abordar la posible formación de cloro y otros subproductos no deseados en la selección de materiales para los electrodos.

Proyectos actuales de electrólisis con agua de mar

Existen alguno proyectos que están explorando formas innovadoras de producir hidrógeno a partir de agua de mar. De lograr buenos resultados en este ámbito, se podría tener un impacto significativo en la producción de energía sostenible en el futuro.

Un proyecto destacado de electrólisis con agua de mar lo desarrolla Schaeffler. Este proveedor alemán de automoción ha creado la empresa Hydron B.V. en los Países Bajos. Su objetivo es desarrollar sistemas de membranas de electrólisis polimérica (PEM). Están trabajando en una solución para limpiar el agua de mar utilizando el calor residual del proceso de electrólisis para destilar el agua salada.

Un estudio innovador fue realizado por R. d’Amore-Domenech, O. Santiago y T. Leo. Estos cientificos  examinaron cuatro tecnologías para la obtención de hidrógeno a partir de agua de mar. Estas fueron: DES (Direct Electrolysis of Seawater), AE (Alkaline Electrolysis), PEME (Proton Exchange Membrane Electrolysis) y SOE (Solid Oxide Electrolysis).

Sin embargo, un proyecto que ha dado un salto cualitativo en este ámbito es Dongfu one.

Dongfu One: producción de hidrógeno dentro del mar

En un parque eólico marino en China, se ha logrado generar hidrógeno verde de forma directa utilizando electrólisis con agua de mar. Este proceso evita la necesidad de desalinización por separado. La plataforma flotante de producción de hidrógeno, llamada Dongfu One, ha sido exitosamente probada durante 10 días en el parque eólico de la bahía de Xinghua.

Durante ese tiempo, la plataforma ha soportado vientos fuertes, olas de un metro y lluvia. Dongfu One es el resultado de la colaboración entre Dongfang Electric Corporation y un equipo liderado por el profesor Heping Xie, de la Academia China de Ingeniería y presidente de la Universidad de Sichuan.

Una plataforma flotante de producción de hidrógeno en el mar

Según Dongfang, la plataforma flotante de hidrógeno es pionera al combinar energías renovables. Esta plataforma integra la producción de hidrógeno in situ mediante tecnología de electrólisis de agua de mar no desalinizada. También incluye sistemas de gestión inteligente de la conversión energética, supervisión y control de seguridad, así como sistemas de carga y descarga.

La tecnología de electrólisis de agua de mar no desalinizada fue presentada en un estudio publicado en la revista Nature. Este enfoque evita la necesidad de realizar una desalinización previa, que requiere energía adicional y lo hace económicamente menos atractivo.

Además, los sistemas de electrólisis de agua de mar son menos flexibles en términos de tamaño debido a los voluminosos sistemas de desalinización independientes. Por lo tanto, la electrólisis directa de agua de mar tiene ventajas sobre la producción tradicional de hidrógeno que depende de la desalinización. Unn concepto interesante que se podría aplicar en el proyecto de hidrógeno de Mallorca.

El equipo de Heping Xie ha desarrollado esta tecnología para resolver los problemas técnicos relacionados con la producción de hidrógeno directamente a partir de agua de mar. Anteriormente, realizaron 3,200 horas de funcionamiento con un sistema de demostración y ahora han pasado a la plataforma flotante Dongfu One, de mayor tamaño.

Investigación sobre electrólisis con agua de mar