Proyecto para fabricar electrolizadores más eficientes y sin membrana

Leitat, centro tecnológico con sede en Terrassa, ha iniciado la coordinación de X-SEED, un proyecto europeo cuyo objetivo es, según explica, “desarrollar un electrolizador más eficiente y a un coste de producción más bajo que los electrolizadores que se utilizan industrialmente”.

El nuevo electrolizador funciona de manera similar a los electrolizadores comerciales, se aplica una corriente eléctrica y se hace la disociación del agua, lo que produce hidrógeno y oxígeno, pero trabajará con agua en estado supercrítico (alta presión y temperatura). Al trabajar con alta temperatura, se requiere menos energía eléctrica para hacer el proceso, por tanto, se aumenta la eficiencia energética de la producción del hidrógeno. Por otro lado, el trabajo a alta presión elimina o reduce significativamente la energía necesaria para comprimir el hidrógeno en los electrolizadores comercializados en la actualidad.

Además, los electrolizadores que se están implementando industrialmente a día de hoy contienen una membrana necesaria para separar las reacciones de producción de hidrógeno y oxígeno y así obtener una corriente pura de hidrógeno gas. El electrolizador del X-SEED no tiene membrana, pues gracias a las propiedades fisicoquímicas del agua en estado supercrítico y a un diseño del electrolizador creado y optimizado mediante simulaciones y modelos digitales, el oxígeno y el hidrógeno se separan dentro del electrolizador. Esta técnica simplifica el diseño y la fabricación del electrolizador, lo que también contribuye a reducir su coste.

Según informa Leitat, el nuevo generador de hidrógeno ofrece una serie de beneficios potenciales sobre los electrolizadores actuales, entre los que se incluyen una eficiencia más alta –permite generar más hidrógeno por cada unidad de electricidad consumida–un coste de producción más bajo; un impacto ambiental menor –se requiere menos materiales críticos– y una vida útil más larga que los electrolizadores comercializados actualmente.

El proyecto X-SEED se desarrollará durante los próximos tres años y medio, hasta 2026. En la primera parte del proyecto estará focalizado en el diseño del reactor y en la investigación y desarrollo de los catalizadores y electrodos, necesarios para construir un electrolizador. En la etapa final del proyecto, se construirá un prototipo del nuevo electrolizador que se probará en una planta piloto y permitirá realizar las pruebas de funcionamiento y evaluación del electrolizador X-SEED operándolo con agua en condiciones supercríticas.

El proyecto está financiado por el programa Horizonte Europa de la Unión Europea, con un presupuesto de 3,5 millones de euros. En él participan, además de Leitat, Snam, Particular Materials, Industrie De Nora (IDN) y Technical University of Denmark.

A nivel técnico, Leitat dispone de equipos de electrohilado, caracterización de materiales y estaciones electroquímicas, que permiten la producción y caracterización avanzada de los catalizadores para reacciones electroquímicas de producción de oxígeno e hidrógeno.

La italiana Snam es una de las mayores empresas de transporte de gas de Europa.

Particular Materials (PMat) posee capacidades únicas en los procesos con agua supercrítica, y producirá una amplia gama de catalizadores a base de metales no preciosos a partir de procesos de precipitación de metales en agua supercrítica. Además, la experiencia en ingeniería y la infraestructura de PMat en relación con los procesos de agua supercrítica serán fundamentales para el desarrollo del electrolizador capaz de funcionar en estas condiciones extremas.

Finalmente, TUD tiene una amplia experiencia en modelado multifísico 2D y 3D, lo que permite el diseño optimizado de las celdas de electrolisis y del apilamiento de estas para formar el stack.