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Una nueva iniciativa europea de investigación está desarrollando tecnologías de electrólisis de alta eficiencia para producir hidrógeno renovable a partir de agua de forma más sostenible, rentable y eficiente, utilizando enfoques avanzados y responsables para reducir las emisiones de CO₂.
El hidrógeno, el elemento más abundante del universo, es un excelente vector energético capaz de almacenar y suministrar energía de forma limpia y versátil. Sin embargo, rara vez se encuentra de forma aislada y debe producirse a partir de compuestos como el agua o los hidrocarburos.
Según el informe Global Hydrogen Review 2023 de la Agencia Internacional de la Energía (IEA), solo alrededor del uno por ciento de la producción mundial de hidrógeno procede actualmente de fuentes de bajas emisiones, ya que la mayor parte se obtiene a partir de combustibles fósiles mediante procesos que liberan grandes cantidades de dióxido de carbono. Aumentar la producción de hidrógeno renovable es, por tanto, esencial para descarbonizar sectores como la industria pesada, el transporte de larga distancia y el almacenamiento energético a gran escala.
El proyecto DESIREE (acrónimo de “Development of Enhanced SOEL Components for Improved Reliability and Endurance”, o Desarrollo de componentes mejorados de SOEL para la mejora de la fiabilidad y la durabilidad) aborda este reto mediante el avance de la tecnología de electrólisis de óxido sólido (SOEL, por sus siglas en inglés), que produce hidrógeno al separar el agua en hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis a alta temperatura. Cuando se alimenta con electricidad renovable, este proceso genera hidrógeno sin emisiones de dióxido de carbono.
Con una duración prevista de enero de 2026 a junio de 2029, DESIREE diseñará, construirá y validará un sistema prototipo de 40 kilovatios, basado en tecnologías de stacks de última generación y centrado en su optimización, integración y rendimiento operativo a nivel de sistema.
El proyecto demostrará cómo la electrólisis a alta temperatura, combinada con la compresión termoquímica del hidrógeno, puede permitir el suministro directo de hidrógeno presurizado en un único sistema integrado. Se espera que la eficiencia global supere el 85 %, lo que representa una mejora superior al 15 % respecto a las tecnologías de electrólisis actuales.
Aunque los sistemas SOEL actuales ya ofrecen alta eficiencia, presentan retos relacionados con la durabilidad a largo plazo, el consumo energético y la operación bajo condiciones variables de energía renovable. DESIREE abordará estos desafíos mediante innovaciones a lo largo de todo el sistema, desde los materiales y componentes hasta el diseño y el control del sistema.
El proyecto, coordinado por CENER, reúne a un consorcio europeo formado por 10 socios y 2 entidades afiliadas. El enfoque principal se centra en mejorar el rendimiento y la sostenibilidad de los electrolizadores de óxido sólido mediante la innovación en distintos niveles de investigación.
A nivel de materiales, se busca mejorar el rendimiento y la durabilidad de las celdas y los stacks (las unidades básicas repetitivas de un sistema SOEL) a través de diversas actividades complementarias de investigación, entre ellas: (i) el desarrollo de electrodos avanzados mejorados con nanomateriales, (ii) la integración de sistemas de sellado vidrio-cerámicos de alta durabilidad, y (iii) el reciclaje de materias primas críticas como níquel, cobalto, lantano y estroncio, así como su reintegración en el proceso de fabricación de celdas, junto con desarrollos adicionales en materiales destinados a mejorar la estabilidad a largo plazo, reducir la temperatura de operación y garantizar la compatibilidad con la integración a nivel de sistema.
A nivel de sistema, DESIREE integrará un diseño modular y compartimentado que mejorará la eficiencia y simplificará el mantenimiento, recuperando y reutilizando el calor mediante intercambiadores térmicos avanzados para comprimir el hidrógeno sin consumo eléctrico adicional. Asimismo, se desarrollarán estrategias avanzadas de control y electrónica de potencia para asegurar una integración eficaz y eficiente con energías renovables.
DESIREE supone un paso clave hacia sistemas energéticos más limpios y resilientes. Mediante el impulso de la innovación científica, el diseño sostenible y la fabricación circular, contribuirá a acelerar la adopción de soluciones de hidrógeno limpio para la industria, el transporte y el almacenamiento energético.
“DESIREE apoya directamente los objetivos del Pacto Verde Europeo, el paquete Fit for 55 y la Clean Hydrogen Partnership, contribuyendo al compromiso de la Unión Europea de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en al menos un 55 % para 2030 y lograr una economía plenamente descarbonizada en 2050”, afirmó el coordinador del proyecto, Iñigo Garbayo, responsable del Área de Hidrógeno del Departamento de Integración en Red de CENER.
A escala global, las innovaciones de DESIREE contribuirán a la descarbonización de la industria y el transporte al mejorar la integración de la electricidad renovable con sistemas energéticos basados en hidrógeno. El proyecto también promueve la educación, la formación y la participación inclusiva en términos de género a lo largo de toda la cadena de valor del hidrógeno, impulsando el progreso social, económico y tecnológico.
Las novedades del proyecto se compartirán a través de la página web oficial y del perfil oficial en LinkedIn.
DESIREE está coordinado por el Centro Nacional de Energías Renovables, CENER, y reúne a doce organizaciones de seis países europeos (España, Francia, Alemania, Italia, Bélgica y Finlandia): Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Universidad de Zaragoza, Politecnico di Torino, Genvia, Fraunhofer-Gesellschaft (a través del Institute for Silicate Research ISC y del Center for High Temperature Materials and Design HTL), Bosal, Bosal Energy, EIFHYTEC, Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA), VTT Technical Research Centre of Finland y Zabala Innovation.
Con un presupuesto total cercano a los 4 millones de euros, el proyecto cuenta con el apoyo de la Clean Hydrogen Partnership y está cofinanciado por la Unión Europea en el marco del programa Horizonte Europa.
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