Una startup produce hidrógeno por 0,85 dólares/kg mediante un nuevo electrolizador de vapor de agua

La empresa Advanced Ionics, con sede en Milwaukee (Estados Unidos), ha lanzado un nuevo electrolizador de vapor de agua que está diseñado para funcionar junto con el calor residual o de proceso disponible en la industria. El sistema Symbiotic Electrolyzes funciona a temperaturas inferiores a 650 C y, según informa el fabricante, es capaz de producir hidrógeno por 0,85 dólares/kg o menos.

“Este electrolizador es el primero que funciona en una amplia gama de temperaturas, desde 100 C hasta 650 C”, dice Chad Mason a pv magazine. “Nuestra tecnología Symbiotic es una nueva clase de electrolizador. No es alcalino, ni PEM, ni de óxido de solido (SOEC)”.

Los alcalinos, los de membrana de intercambio aniónico (AEM) y los de membrana electrolítica de polímero (PEM) son electrolizadores fríos que utilizan agua líquida. Los electrolizadores de óxido sólido son electrolizadores calientes que trabajan con vapor calentado, lo que implica una mayor eficiencia. Como se ha dicho, el electrolizador de la empresa funciona con temperaturas intermedias. La idea es que las temperaturas intermedias permiten una alta eficiencia, a la vez que se utilizan materiales más baratos para el montaje a gran escala, incluida la pila.

Actualmente, la industria está tratando de alejarse del platino. La semana pasada, dos equipos de investigación diferentes (el primero dirigido por el Imperial College de Londres y el segundo por el Instituto de Nanomateriales de Clemson) presentaron formas de sustituir el metal.

Rusia es actualmente el segundo productor mundial de platino, con más del 15% de la producción mundial. Del mismo modo, Advanced Ionics no utiliza los metales platino e iridio.

“Utilizamos materiales comunes que se encuentran habitualmente en un electrolizador alcalino, pero en una configuración única”, dijo Mason.

La tecnología utiliza electrodos metálicos porosos de ingeniería y materiales iónicos compuestos para su electrolito. No requiere membranas perfluoradas “delicadas” ni cerámicas “costosas”, dijo Mason.

Andras Perl, científico del Centro de Experiencia Energética EnTranCe de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Hanze, explicó que el portador de carga de la membrana sería un elemento fundamental para entender el futuro de esta tecnología.

“Nuestro electrolizador funciona conjuntamente con el calor de proceso y residual que ya se produce en las instalaciones industriales. Al aprovechar esta fuente de energía existente, podemos reducir drásticamente los requisitos de electricidad para la electrólisis, que es el factor dominante en el coste de la producción de hidrógeno ecológico. Otros electrolizadores requieren un mínimo de 40 kWh por kilogramo de hidrógeno, y normalmente se acercan a los 50 kWh. Nosotros podemos producir hidrógeno por menos de 35 kWh, lo que supone un coste drásticamente inferior”, dijo Mason, señalando que esto supone que se han conseguido economías de escala.

Las economías de escala son ahora fundamentales para las tecnologías competidoras. El momento de la financiación también es esencial. La semana pasada, Advanced Ionics anunció el cierre de 4,2 millones de dólares de financiación inicial, dirigida por Clean Energy Ventures.

“Aprovechando esta nueva financiación, Advanced Ionics desarrollará una serie de proyectos de demostración durante el próximo año con socios antes de expandirse para desplegar proyectos a mayor escala. En un futuro próximo, también construirán una planta de fabricación de electrolizadores a gran escala para servir a mercados clave como Europa y Norteamérica”, dice Mason.

La empresa está negociando actualmente con socios privados para el despliegue de pilotos. Espera recibir pedidos comerciales en 2024 y realizar envíos en 2025.

“Estamos siendo muy agresivos con nuestros plazos para ajustarnos a la desesperada necesidad de suministro de hidrógeno verde para descarbonizar todos los aspectos de nuestra economía”, dijo un portavoz de la empresa a pv magazine.

Clean Energy Ventures se mostró optimista respecto a esta tecnología. “Después de más de cinco años de evaluación del sector, hemos apostado por Advanced Ionics porque creemos que este equipo de liderazgo puede ampliar una tecnología altamente competitiva para producir el hidrógeno verde de menor coste a escala”, dijo Daniel Goldman, cofundador y socio gerente de Clean Energy Ventures.

Según IHS Markit, el coste nivelado del hidrógeno verde producido mediante electrólisis era de entre 4 y 5 dólares/kg en 2021. Advanced Ionics afirma ser capaz de proporcionar hidrógeno limpio sin la prima verde, por menos de 1 $/kg utilizando la electrólisis de vapor Symbiotic en muchas ubicaciones industriales.

“El coste nivelado del hidrógeno dependerá aproximadamente del coste del calor, la electricidad y el coste de capital de la instalación. Si el calor es barato, la electricidad casi gratuita y los materiales no son caros, parece factible”, afirma Perl, y señala que los resultados de sus primeros pilotos pondrán a prueba la viabilidad de la tecnología a mayor escala y en entornos industriales.

El hub de hidrógeno renovable más grande del mundo, situado en España, asegura que ofrecerá hidrógeno a 1,5 €/kg ya en 2022: HyDeal España es la primera implementación industrial de la plataforma HyDeal Ambition, recientemente calificada por la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) como el mayor proyecto de hidrógeno renovable a escala global.