ITE avanza en el desarrollo de componentes y herramientas para mejorar las tecnologías del hidrógeno, en el marco de la Red de Excelencia H2ENRY

La conciencia medioambiental y la apuesta por acciones sostenibles y eficientes son ya una realidad social y empresarial. Tanto la sociedad como las empresas buscan alternativas sostenibles en su día a día y reducir las emisiones contaminantes es también un objetivo social. Normativas como el Pacto Verde europeo, cuyo objetivo es que Europa sea climáticamente neutra en 2050, ponen el foco en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y la necesidad de disponer de fuentes de energía alternativas y limpias. En este sentido, el hidrógeno se postula como alternativa para reducir las emisiones y como vector energético en sectores donde la electrificación no es posible.

El hidrógeno verde es un vector energético clave en la transición energética. Su capacidad para producir electricidad y calor sin emitir gases contaminantes, su versatilidad como portador de energía, y su potencial para transformar sectores como el transporte, la industria y la generación eléctrica, lo posicionan como protagonista en la lucha contra el cambio climático.

Existen distintas rutas para la obtención de hidrógeno renovable, la más extendida y madura es la electrolisis, este proceso consiste en la disociación de la molécula de agua en oxígeno e hidrógeno en estado gaseoso aplicando corriente eléctrica continua. Esta energía es suministrada por una fuente de alimentación conectada a dos electrodos, en cuya superficie se produce la ruptura de la molécula del agua. Este proceso se lleva a cabo en electrolizadores, existiendo distintas tecnologías en distintos grados de madurez: alcalina (AEL), de intercambio protónico (PEM), de intercambio aniónico (AEM) y de óxido sólido (SOEC). Existen otras rutas, para la obtención de hidrógeno renovable, por ejemplo, la ruta fotoelectroquímica (PEC), mediante la cual se obtiene hidrógeno directamente empleando la luz solar.

Precisamente para impulsar el desarrollo de tecnologías disruptivas en el ámbito de la generación, purificación, almacenamiento y transporte de hidrógeno verde, se creó la red de excelencia Cervera H2ENRY, en la que participa el Centro Tecnológico de la Energía (ITE), junto a otros 4 centros tecnológicos como son la Fundación para la Investigación y Desarrollo en Transporte y Energía (CIDAUT), la Asociación de Investigación y Cooperación Industrial de Andalucía (AICIA), EnergyLab y LEITAT. El principal reto que plantea H2ENRY es la investigación y transferencia de conocimiento de tecnologías innovadoras y de bajo consumo energético para la generación de hidrógeno renovable (H2r) a partir de la reutilización de excedentes y fuentes de energía renovables, su posterior purificación y almacenamiento químico, así como la integración de herramientas de digitalización y diagnóstico que permitan incrementar la eficiencia de los procesos.

El ITE, centro tecnológico de referencia en el sector energético y comprometido con la transición energética, en la Red H2ENRY ha desarrollado componentes clave para la producción de hidrógeno mediante ruta fotoelectroquímica, basados en materiales compuestos y sostenibles En cuanto a métodos de almacenamiento de hidrógeno gaseoso, el ITE ha desarrollado materiales compuestos avanzados que pueden ser empleados en tanques para el almacenamiento de hidrógeno gaseoso a elevada presión. Además, el ITE lidera el despliegue de herramientas digitales (Toolbox), en colaboración con el resto de los socios de H2ENRY, donde en un entorno virtual estarán integrados los modelos de simulación de procesos de producción de hidrógeno de las distintas tecnologías existentes. Con esta herramienta se podrá realizar la gestión, optimización e incluso el diagnóstico de fallos en equipos de producción de hidrógeno.

Como explica la investigadora principal de H2ENRY en el ITE, María Porcel: “En el ITE contamos con un área especializada en hidrógeno renovable formada por un equipo multidisciplinar con dilatada experiencia en tecnologías de hidrógeno, desde el desarrollo de materiales y componentes, simulación y testeo de componentes y equipos, hasta el estudio de la integración en la industria de dichas tecnologías. Además, el ITE cuenta con infraestructura y equipamiento especializado: laboratorios para síntesis y caracterización físico-química de materiales, equipamiento para el desarrollo de componentes (membranas y electrodos), laboratorios y bancos de ensayos para testeo de componentes bajo distintas condiciones de operación, etc. También tiene una planta piloto de hidrógeno donde se abarca toda la cadena de valor del hidrógeno (producción con distintas tecnologías, almacenamiento de alta presión y uso del hidrógeno en pilas de combustible)”.

Sobre los resultados de H2ENRY, la investigadora explica que contribuirán “a que el hidrógeno renovable, producido mediante el empleo de energías limpias beneficie a sectores estratégicos en la transición energética. En el transporte, es clave para descarbonizar vehículos pesados como camiones, trenes y barcos, en los cuales las baterías eléctricas tienen limitaciones de peso y autonomía. En industria, sectores como el siderúrgico y químico lo usan para reemplazar combustibles fósiles en procesos de alta intensidad energética, como la producción de acero o amoníaco. El ámbito energético aprovecha el hidrógeno como medio de almacenamiento estacional, ayudando a equilibrar la oferta y la demanda de electricidad renovable. La implementación y adopción del hidrógeno impulsa también el desarrollo tecnológico, generando empleos en cadenas de valor emergentes y fortaleciendo economías locales”.

La Red H2ENRY está financiada por la convocatoria de 2023 del procedimiento de acreditación y concesión de ayudas destinadas a Centros Tecnológicos de excelencia “CERVERA”, en el marco del plan estatal de investigación, científica y técnica y de innovación 2021-2023 y del plan de recuperación, transformación y resiliencia -financiado por la Unión Europea-NextGenerationEU, expediente CER-20231027.