Continúan las innovaciones en la producción de hidrógeno. En esta ocasión, investigadores del Instituto Tecnológico Technion de Israel han informado sobre el desarrollo de un electrolizador desacoplado sin membranas, lo que permite reducir considerablemente los costes.

Aunque el electrolizador desacoplado se encuentra en una etapa de prueba de concepto en laboratorio, el potencial de esta nueva configuración podría tener implicaciones significativas para sectores industriales como la siderurgia y la producción de fertilizantes, reduciendo la dependencia de fuentes de energía convencionales.

La investigación se centra en superar la barrera económica asociada con la membrana en los electrolizadores de hidrógeno. Estos se utilizan para la producción de hidrógeno mediante la separación del agua. La aplicación de electrolizadores en la industria ha evolucionado desde hace más de 230 años. La versión alcalina es la más comercializada en la actualidad. Estos dispositivos operan como pilas electroquímicas, con electrodos sumergidos en agua y electrolito líquido para facilitar el movimiento de iones.

El coste del hidrógeno verde, producido mediante este proceso, se compone principalmente de la electricidad renovable utilizada y del electrolizador en sí, con la membrana representando uno de los componentes más costosos. Avner Rothschild, científico de materiales del Instituto Tecnológico Technion de Israel, señala que la membrana habitualmente contiene múltiples capas especializadas para alojar y proteger los filtros moleculares. Esto añade la complejidad y coste del sistema.

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Innovación mediante un electrolizador desacoplado de hidrógeno

La investigación propone un enfoque novedoso al «desacoplar» la electrólisis, separando la producción de hidrógeno y oxígeno en el espacio o en el tiempo. De esta forma, se prescinden de la necesidad de la membrana costosa. Esto supondría un gran avance en la industria de los electrolizadores. El electrolizador fue rediseñado de manera que la producción de hidrógeno no afecta el ánodo, sino que modifica las moléculas del electrolito líquido.

Durante la producción de hidrógeno en el ánodo, los iones de bromuro presentes en el electrolito se transforman en bromato. Posteriormente, este electrolito con bromato se traslada a una segunda cámara, donde un catalizador induce la descomposición del bromato en bromuro y oxígeno. Destaca que esta reacción opera a temperatura ambiente, lo que presenta una ventaja significativa en términos de eficiencia y costos energéticos.

Aunque la configuración actual es una prueba de concepto en laboratorio, el éxito de este enfoque podría representar una mejora considerable en la eficiencia y costo de producción de hidrógeno verde. Las implicaciones potenciales se extienden a sectores industriales clave como la siderurgia y la producción de fertilizantes, ofreciendo una alternativa más sostenible y económicamente viable frente a las fuentes tradicionales de energía.

La investigación de eliminar las membranas

La instalación produjo hidrógeno de forma continua a un ritmo elevado. Aunque la eficacia no fue tan alta como la de un electrolizador alcalino típico, «podemos mantener el hidrógeno y el oxígeno separados sin necesidad de una membrana», lo que debería reducir el costo de la producción de hidrógeno a gran escala, afirmó Rothschild.

Rothschild señaló que su equipo ya está trabajando en un dispositivo de nueva generación. «Cualquier éxito en la eliminación de las membranas de los electrolizadores podría ser de gran ayuda para los esfuerzos por descarbonizar las partes de la industria más dependientes de los combustibles fósiles. No puedo exagerar lo grande que es esta ventaja».