Existe una necesidad energética creciente debida a nuestra forma y ritmo de vida. El uso extensivo de dispositivos electrónicos, la necesidad de disponer de fuentes de energía alternativas y limpias, junto con el objetivo mundial de descarbonizar el planeta en 2025, hacen que el hidrógeno se postule como alternativa para reducir las emisiones y como vector energético en sectores donde la electrificación no es posible.
En este contexto nace el proyecto HysTeC en el que el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) trabaja junto con empresas de la Comunitat Valenciana, con el objetivo de desarrollar soluciones tecnológicas y sostenibles para la producción y el consumo del hidrógeno renovable. En este sentido, María Porcel, la responsable del proyecto, ha comentado que "el proceso del hidrógeno, en toda su cadena de valor: producción, almacenamiento/distribución y consumo, tienen un reto común, que es conocido como el problema del chicken-egg".
"Hoy en día, no existe un despliegue amplio de las tecnologías de hidrógeno renovable porque su coste es elevado, y esto está asociado a que no existe un consumo suficiente de hidrógeno renovable para que el despliegue de la tecnología para su producción sea rentable. Sin embargo, si el coste del hidrógeno renovable fuese asequible, el consumo aumentaría, y a su vez el coste sería más competitivo", explica María Porcel.
Es crítico para el despliegue del hidrógeno que el precio de la energía sea competitivo, y lo es también que la demanda de hidrógeno sea elevada. Además, existe la necesidad de impulsar el desarrollo de tecnologías de hidrógeno, en toda la cadena de valor, desde la producción al uso, pasando por el almacenamiento y su distribución, y también, desde los materiales que se emplean hasta los procesos industriales donde el hidrógeno juega un papel esencial. En definitiva, es vital conseguir un aumento de la eficiencia, del rendimiento y del tiempo de vida útil de las tecnologías de hidrógeno.
Es por ello por lo que además de reducir el coste productivo del hidrógeno, con el proyecto HysTeC se contribuye al impulso del desarrollo de la tecnología. "Es importante conocer qué variables y/o parámetros tienen más influencia en el funcionamiento de los electrolizadores PEM (equipos donde se genera el hidrógeno renovable), considerando desde la celda (corazón del electrolizador) hasta el equipo completo (incluidos los equipos auxiliares)", explica la responsable del proyecto.
En HysTeC, mediante el uso de sistemas de control alternativos y evaluando los indicadores del proceso de producción de hidrógeno se va a optimizar el rendimiento de los electrolizadores PEM, de manera que se aumente el tiempo de vida útil y, en definitiva, se reduzca el coste. Además del equipo (electrolizador), en este proyecto se está optimizando la operativa de la planta de producción de hidrógeno de ITE, considerando fuentes de energía renovables y el almacenamiento energético en baterías de litio.
El reto de esta tecnología, además del coste (elevado por el uso de metales preciosos), es su baja durabilidad. La disminución del rendimiento se atribuye a mecanismos como la desmetalización, la oxidación del metal que actúa como catalizador de la reacción de transformación del hidrógeno en energía eléctrica, la corrosión del material carbonoso contenido en el electrodo y que actúa como soporte del catalizador, etc. Además, como en cualquier tecnología hay que encaminarse hacia la sostenibilidad y circularidad. "En este sentido, en el proyecto HysTeC se han desarrollado electrodos para pila de combustible empleando materiales procedentes de la biomasa, en concreto, se han usado restos agroforestales", matiza María Porcel.
¿Qué papel tienen las empresas que colaboran en el proyecto?
El proyecto HysTeC facilita que las empresas puedan optimizar la producción de hidrógeno renovable a partir de sistemas de control alternativos, para el aumento de vida útil de los electrolizadores.
Las empresas que colaboran en este proyecto abarcan casi en su totalidad la cadena de valor del hidrógeno, desde la producción al consumo de hidrógeno. Colaboran con ITE en este proyecto empresas del sector de las energías renovables, necesarias para garantizar que el hidrógeno producido es renovable e implicadas también en la optimización de la operativa de plantas de producción de hidrógeno; empresas cuya actividad está centrada en la revalorización de residuos y empresas que desarrollan nanomateriales, ambos sectores necesarios para el desarrollo de electrodos sostenibles para el uso del hidrógeno como combustible.
El proyecto HysTeC que se encuentra aún en ejecución finalizará a finales de junio de 2024 está financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE+I), con número de expediente IMDEEA/2023/30, y con la cofinanciación de la Unión Europea a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2021-2027.
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