Su guía sobre electrolizadores para la producción de hidrógeno

Como fuente de energía del futuro, el hidrógeno desempeña un papel importante en la lucha contra el calentamiento global. Para obtener su propio suministro fiable de gas, todo lo que necesita son las tecnologías de producción de hidrógeno adecuadas. En primer lugar, es necesario lo que se conoce como "electrolizador", un aparato con el que el agua se divide en hidrógeno y oxígeno. 

Después puede almacenar ese hidrógeno en depósitos a alta presión. A petición, se puede producir energía limpia con un dispositivo denominado celda de combustible.

El problema es que el hidrógeno es la molécula más pequeña conocida, lo que significa que ocuparía demasiado espacio para almacenarla. Por eso primero debe comprimirse. 

La "producción de hidrógeno verde" consiste en dividir las moléculas de agua para crear hidrógeno y oxígeno puro. Para ello se necesita un electrolizador, que suele ser la parte más costosa de una instalación de este tipo en términos de gastos operativos y de capital. Representa alrededor del 70 % de los costes totales de estos tipos de tecnologías de producción de hidrógeno. 

No obstante, no todos los electrolizadores son iguales. De hecho, existen cuatro tecnologías principales. Si desea producir su propio hidrógeno, primero debe decidir qué tipo de electrolizador es la solución óptima para su operación. 

Todo depende de la aplicación. La energía obtenida a partir del hidrógeno se puede utilizar en muchos ámbitos diferentes, desde autobuses que funcionan con hidrógeno hasta centrales eléctricas. 
 

Veamos los cuatro tipos diferentes de electrolizadores y lo que los diferencia: 

• Electrolizador alcalino: son los electrolizadores industriales más antiguos y existen desde hace muchos años. Los iones de hidróxido se transportan a través del electrolito (una solución alcalina en este caso) desde un cátodo a un ánodo. De este modo, se produce el hidrógeno. 
• Membrana de electrolito de polímero (PEM): en estos electrolizadores, se utiliza un electrolito de polímero sólido para transportar los protones del ánodo al cátodo. Al mismo tiempo, los electrodos están aislados eléctricamente. 
• Electrolizador de óxido sólido: estos electrolizadores utilizan un material cerámico sólido como electrolito y generan hidrógeno de una manera diferente. El electrolito transporta los iones de oxígeno con carga negativa a temperaturas elevadas. 
• Membrana de intercambio aniónico (AEM): esta tecnología emergente funciona de forma similar a la electrólisis alcalina. Sin embargo, a diferencia de la electrólisis PEM, no requiere el uso de metales preciosos costosos. 

Cada electrolizador tiene sus propias ventajas y desventajas.
 

• Alcalino: este tipo de electrolizador no requiere el uso de metales raros y es mucho más económico que el PEM. En cambio, reacciona lentamente a las fluctuaciones y tarda unos 20 minutos en ponerse en marcha. 
• PEM: se ha convertido en una tecnología muy popular. Este tipo de electrolizadores es más costoso que los alcalinos, en parte porque se requiere el uso de metales raros. Sin embargo, reacciona rápidamente a las fluctuaciones y se pone en marcha de inmediato. 
• Óxido sólido: se trata de la tecnología más eficiente y cercana a la industrialización. Sin embargo, por ahora también es muy costosa. Lo lógico es que sus costes se reduzcan con el tiempo, una vez que la tecnología se utilice de forma más generalizada.  
• AEM: esta tecnología, que es una combinación de electrolizadores alcalinos y PEM, aún no se ha industrializado. Es flexible y no requiere el uso de metales raros. Una vez que esta tecnología se desarrolle aún más, podría convertirse en una alternativa sostenible a los electrolizadores PEM.

Cada una de estas tecnologías de producción de hidrógeno tiene su propio "punto óptimo". Esto determina para qué aplicaciones puede utilizarse de forma óptima (las cifras que figuran a continuación suponen una presión de descarga de entre 5 y100 bares). 
 

• Alcalina: en este caso, la presión de suministro es relativamente baja y oscila entre 0 y 16 bares (en casos excepcionales, es ligeramente superior). Esta tecnología probada es ideal para aplicaciones de entre 10 y 20 MW. 
• PEM: la presión de suministro de entrada habitual para esta tecnología es de 30 bares, pero también puede ser 10 bares superior o inferior. Su rápido tiempo de respuesta la convierte en una gran elección para las plantas más pequeñas. Aunque es más costosa, también es adecuada para una mayor variedad de aplicaciones (de entre 10 y 40 MW). 
• Óxido sólido: esta tecnología requiere la utilización de vapor, lo que significa que es una gran elección para cualquier operación que genere vapor de proceso. La presión de suministro de entrada es aproximadamente la de la presión atmosférica. Esta tecnología, que sigue siendo bastante reciente, es la idónea para aplicaciones de entre 5 y 20 MW.  
• AEM: en cuanto a sus aplicaciones, es similar a la tecnología PEM. La presión de suministro de entrada suele ser de 30 bares, pero puede ser 10 bares superior o inferior. Esta tecnología, que aún se está perfeccionando, es ideal para aplicaciones de entre 10 y 40 MW. 

Atlas Copco ha desarrollado internamente varias tecnologías para complementar cualquier tipo de tecnología de electrolizadores. Esto también incluye una solución híbrida que funciona con diferentes tipos de electrolizadores y aplicaciones. 

Si esto le parece el tipo de flexibilidad que le beneficiaría, o si no está seguro de qué tecnología es la más adecuada para sus necesidades, póngase en contacto con uno de nuestros especialistas en generación de hidrógeno ahora mismo. Colaborarán con usted para encontrar la solución óptima.