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Los socios del proyecto vasco de investigación en colaboración, coordinados por Tekniker, investigarán el impacto de las condiciones de operación intermitentes en la degradación de stacks de baja temperatura e implementarán nuevas estrategias de operación que permitan aumentar la vida útil de estos equipos.
El despliegue de las futuras plantas de generación de hidrógeno verde a gran escala [IZ1] acopladas a energías renovables dependerá principalmente del coste total de producción de hidrógeno, también conocido como LCOH (levelized cost of hydrogen). Para poder reducir el LCOH, calculado en función del CAPEX y OPEX del proyecto, es fundamental mejorar la eficiencia de los electrolizadores y reducir la degradación de sus componentes, fenómeno que reduce el rendimiento y la vida útil del equipo.
Cuando un electrolizador opera a potencia nominal, su vida útil oscila entre los 7-10 años para las tecnologías más maduras. Pero en condiciones de operación intermitentes como en los sistemas acoplados a energía renovable, la eficiencia y durabilidad de los electrolizadores se reduce drásticamente, aumentando el coste de producción del hidrógeno. Por lo tanto, estudiar y comprender los mecanismos de degradación de los stacks de electrólisis ante factores de degradación variables es de vital importancia para el desarrollo del mercado del hidrógeno.
Actualmente, la investigación sobre la degradación de electrolizadores en operación intermitente es limitada. La falta de protocolos estandarizados de evaluación de vida útil y rendimiento y la falta de modelos de predicción para el desarrollo de estrategias de operación dificultan la instalación de grandes plantas de producción de hidrógeno verde.
En este contexto, IRAUNKOR tiene como objetivo investigar exhaustivamente mediante protocolos estandarizados el impacto de las condiciones de operación de carga variable en la degradación de stacks de las tres principales tecnologías de electrolisis: alcalino, membrana polimérica (PEM) y membrana aniónica (AEM).
El consorcio ha identificado cuatro parámetros clave en la degradación de stacks: altas densidades de corriente, arranques y paradas frecuentes, fluctuación de corriente y pendientes de carga. Durante el proyecto, se definirán protocolos de ensayo que posibiliten medir el impacto de estos parámetros cuando los stacks trabajan en estado estacionario, estado dinámico y en ciclos ON/OFF.
Las tasas de degradación y los mecanismos de fallo obtenidos mediante ensayos experimentales de degradación y caracterización post mortemde stacks serán fundamentales para el desarrollo de modelos matemáticos de predicciónde degradación y nuevas estrategias de operación que permitan minimizar la degradación de los electrolizadores mediante la gestión de cargas. Además, se explorarán tecnologías complementarias que mejoren la eficiencia y estabilidad operativa.
En el proyecto también se realizará una evaluación del impacto de las nuevas estrategias bajo distintos escenarios de operación. Los resultados permitirán calibrar y validar las estrategias de operación antes de su posible implementación en escenarios reales. Por último, se evaluará el impacto tecno-económico de las nuevas estrategias implementadas.
Para llevar a cabo estos experimentos, los socios de IRAUNKOR cuentan con una amplia infraestructura de ensayo y equipamiento en el ámbito de la producción de hidrógeno electrolítico. Los bancos de ensayo para las tres tecnologías podrán ser monitorizados de manera continua y contarán con diferentes sensores integrados. Además, el proyecto dispone de equipos para desarrollar y analizar MEAs (membrane electrode assembly), caracterización físico-química de materiales y componentes, herramientas de modelización, etc.
El proyecto tiene una duración de dos años (2025-2026). Aquellas entidades interesadas pueden encontrar información actualizada del proyecto en el perfil de LinkedIn @IRAUNKOR Project.
El proyecto IRAUNKOR está subvencionado por el Departamento de Industria, Transición Energética y Sostenibilidad del Gobierno Vasco (Programa ELKARTEK 2025). El consorcio está coordinado por Tekniker y en él participan también Tecnalia, Mondragon Unibertitatea y BASQUENERGY Cluster.
[IZ1]Alta capacidad? Para evitar poner “gran” dos veces
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