Electrolizadores: el corazón del hidrógeno verde

Innumerable cantidad de estudios exponen los alarmantes valores de la contaminación y el cambio climático, temas de agenda a nivel mundial. En esa línea, la NASA diseñó un recurso multimedia(1) que grafica la espiral climática de los últimos 140 años, donde es notable el deterioro del medio ambiente, el impacto en el ecosistema y la evolución del calentamiento global con el paso del tiempo.

Ante este escenario, el avance de las tecnologías y energías limpias resulta uno de los principales imperativos de esta época, y el hidrógeno verde se posiciona como una gran solución. Se trata de una industria que en la coyuntura actual se encuentra -en muchos países- en constante crecimiento, investigación y desarrollo.

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Un repaso por la tecnología del hidrógeno verde

El espectro de tecnologías, ya sea como prototipo o como caso real en funcionamiento, es realmente variado. Un ejemplo de ello –entre otros- lo constituye la planta española de Iberdrola, una hidrogenera dedicada a la producción de amoníaco verde (es decir, amoníaco generado de manera sostenible). Otro caso relevante es el de Japón (en la ciudad de Yokohama), donde se encuentra una planta hidrogenera para la producción de gas destinado a vehículos eléctricos con pila de combustible.

En el rubro automotriz a base de hidrógeno ya es icónico el Toyota Mirai, así como también se destaca el Honda FCX Clarity o el H2 Racing Truck. Este último participó en la edición 2022 del mundialmente famoso Rally Dakar, inicialmente presentado y publicitado por Lionel Messi junto al PSG.

Ahora bien, ¿cómo es el proceso por el cual se obtiene el hidrógeno? En este interrogante la clave vuelve a ser la tecnología.

Es importante tener en cuenta que el hidrógeno no se encuentra de manera solitaria, sino que siempre está en combinación con otro elemento, tal como sucede en la molécula del agua. Para extraerlo de ella se debe contar con un electrolizador y un sistema de almacenamiento para contener dicho gas en las condiciones de presión y temperatura correspondientes. Pero ¿qué es un electrolizador?

Energías Renovables

La electricidad obtenida mediante energías limpias se emplea para descomponer la molécula de agua.

Electrólisis

Los componentes moleculares se separan mediante el proceso de electrólisis.

Almacenamiento

El hidrógeno se almacena posteriormente en recintos y recipientes especiales como el gas.

Uso del Hidrógeno

• Combustible limpio para camiones mineros y transporte (autos, barcos, buses, trenes)

• Fertilizantes / Explosivos mineros (a partir de amoniaco verde NH3)

• Combustibles sintéticos / calor industiral (combinado con CO2)

• Exportación de excedentes de la prudcción nacional

Infografía:

Diseño: HVH.

Información: Ministerio de Energía de Chile

Un electrolizador es el instrumento por el cual es posible producir el tan famoso hidrógeno verde. Es una pieza absolutamente necesaria ya que, al utili zar agua como materia prima y siendo alimentado por energía renovable, es posible disociar de la unión química del agua (H2O) sus elementos parti cipantes: por un lado el hidrógeno (H) -para su almacenamiento y posterior uso-, y por el otro, el oxígeno (O), el cual también puede ser almacenado o bien liberado.

El concepto ”electrolizador” responde a la reacción química denominada “electrólisis”, un proceso de carácter químico en el que, aportando una corrien te eléctrica –en este caso de origen renovable-, es posible separar o romper uniones, en este caso del agua. Sería como una suerte de “destrucción del elemento por la corriente eléctrica”. Esto también se vincula con el origen griego de la palabra, donde electro refiere a la electricidad y lisis a la ruptura.

¿Es posible prescindir de los electrolizadores? el electrolizador es, hasta el momento, el único dispositivo capaz de, a partir del agua, obtener hidrógeno verde.

¿Dónde se pueden encontrar? En cada proceso de producción o utilización del hidrógeno como vector energético.

¿Existe un solo modelo de electrolizador? existen muchas empresas desarrolladoras de electrolizadores, y como mencionamos, cada vez se van desarrollando nuevos modelos, más eficientes con mejor rendimiento y menores costos.

Al día de hoy, los más popularmente conocidos son los siguientes: • Alcalino (AEL) • Membrana polimé rica (PEM) • Oxido sólido (SOEC) • Membrana inter cambiadora de aniones (AEM)

Por último, si el electrolizador se usa en cada proceso donde interviene el hidrógeno, en el sector automotriz se habla de “Pila”?

Existen electrolizadores que son “reversibles”. La reversibilidad consiste en hacer trabajar al elec trolizador de manera inversa, es decir, inyectándo le hidrógeno verde, para que dentro de la pila ocurra un proceso químico tal que produzca elec tricidad destinada a alimentar el circuito del vehí culo. Como consecuencia, en el caño de escape, el único “desperdicio” que se libera es agua y calor.