H2O: ¿cómo separar la H de la O?

Como concepto, descomponer agua en hidrógeno y oxígeno a partir de la electricidad, es una idea simple y antigua: es lo que los químicos y físicos denominan electrólisis.

La electrólisis es una opción prometedora para la producción de hidrógeno a partir de recursos renovables. La electrólisis es el proceso de utilizar electricidad para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Esta reacción tiene lugar en una unidad llamada electrolizador. Los electrolizadores pueden variar en tamaño. Pueden tratarse de equipos pequeños del tamaño de un electrodoméstico, que son adecuados para la producción de hidrógeno distribuido a pequeña escala. Por otro lado, pueden ser instalaciones de producción central a gran escala. Estas podrían vincularse directamente a formas de energía renovable u otras que no emitan gases de efecto invernadero. la producción de electricidad.

¿Cómo es posible descomponer agua en hidrógeno y oxígeno?

Al igual que las pilas de combustible, los electrolizadores constan de un ánodo y un cátodo separados por un electrolito. Los diferentes electrolizadores funcionan de formas ligeramente diferentes, principalmente debido al diferente tipo de material electrolítico involucrado.

¿Por qué se está considerando esta vía?

El hidrógeno producido mediante electrólisis puede resultar en cero emisiones de gases de efecto invernadero, dependiendo de la fuente de electricidad utilizada. La fuente de la electricidad requerida, incluidos su costo y eficiencia, así como las emisiones resultantes de la generación de electricidad, debe considerarse al evaluar los beneficios y la viabilidad económica de la producción de hidrógeno a través de la electrólisis. En muchas regiones del país, la red eléctrica actual no es ideal para proporcionar la electricidad requerida para la electrólisis. Esto se debe a los gases de efecto invernadero liberados y la cantidad de combustible requerida debido a la baja eficiencia del proceso de generación de electricidad.

La producción de hidrógeno mediante electrólisis (descomposición de agua y oxígeno mediante la electricidad) se está considerando para opciones de energía renovable (eólica) y nuclear. Estas vías dan como resultado prácticamente cero emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes de criterio.

Potencial de sinergia con la generación de energía renovable

La producción de hidrógeno a través de la electrólisis puede ofrecer oportunidades de sinergia con la generación de energía variable. Esta energía es característica de algunas tecnologías de energía renovable. Por ejemplo, aunque el costo de la energía eólica ha seguido cayendo, la variabilidad inherente del viento es un impedimento para el uso eficaz de la energía eólica. El combustible de hidrógeno y la generación de energía eléctrica podrían integrarse en un parque eólico. Esto permitiría la flexibilidad de cambiar la producción para ajustar mejor la disponibilidad de recursos con las necesidades operativas del sistema y los factores del mercado.

Además, en épocas de producción excesiva de electricidad de los parques eólicos, en lugar de reducir la electricidad como se hace comúnmente, es posible utilizar este exceso de electricidad para producir hidrógeno a través de la electrólisis.

Presente y futuro de la electrólisis

Es importante tener en cuenta que la red eléctrica actual no es la fuente ideal de electricidad para la electrólisis porque la mayor parte de la electricidad se genera mediante tecnologías que generan emisiones de gases de efecto invernadero y consumen mucha energía. La generación de electricidad utilizando tecnologías de energía renovable o nuclear es una posible opción para superar estas limitaciones para la producción de hidrógeno a través de la electrólisis.

La investigación se centra en superar los siguientes desafíos:

• Reducir el costo de capital de la unidad electrolizadora y el equilibrio del sistema, y ​​mejorar la eficiencia energética para convertir la electricidad en hidrógeno.
• Integración de la compresión en el electrolizador. Eso tiene como objetivo evitar el costo de un compresor de hidrógeno separado necesario para aumentar la presión para el almacenamiento de hidrógeno.