![\"\"](\"https:\/\/ecoinventos.com\/wp-content\/uploads\/2021\/12\/Electrolisis.jpg\")
Pilas de combustible de hidr\u00f3geno.<\/h2>\n
El hidr\u00f3geno producido por un electrolizador es perfecto para su uso en pilas de combustible de hidr\u00f3geno.<\/p>\n
Las reacciones que tienen lugar en un electrolizador son muy similares a las de las pilas de combustible, salvo que las reacciones que se producen en el \u00e1nodo y el c\u00e1todo se invierten.<\/p>\n
En una pila de combustible, el \u00e1nodo es donde se consume el gas hidr\u00f3geno, y en un electrolizador, el gas hidr\u00f3geno se produce en el c\u00e1todo.<\/p>\n
La desventaja de los electrolizadores es la necesidad de energ\u00eda el\u00e9ctrica para completar la reacci\u00f3n. Lo ideal es que la energ\u00eda el\u00e9ctrica necesaria para la reacci\u00f3n de electr\u00f3lisis proceda de fuentes de energ\u00eda renovables, como la e\u00f3lica, la solar o la hidroel\u00e9ctrica.<\/p>\n
Los electrolizadores son \u00fatiles e ideales cuando se incorporan a ciertos sistemas de energ\u00eda estacionarios, port\u00e1tiles y de transporte.<\/p>\n
Algunos ejemplos de aplicaciones en las que los electrolizadores ser\u00edan especialmente ventajosos son el uso a largo plazo en el campo, los veh\u00edculos alimentados por pilas de combustible y la electr\u00f3nica port\u00e1til. Se puede generar una cantidad suficiente de hidr\u00f3geno antes de utilizarlo y, por lo tanto, podr\u00eda ser un complemento beneficioso para un sistema que utilice energ\u00eda solar y e\u00f3lica.<\/p>\n
Ventajas electrolizadores.<\/h2>\n
Algunas de las ventajas de utilizar electrolizadores son:<\/p>\n
- \n
- El hidr\u00f3geno producido es muy puro.<\/li>\n
- Puede producirse directamente en el lugar y en el momento en que se va a utilizar y no tiene que almacenarse necesariamente.<\/li>\n
- Es un m\u00e9todo mucho m\u00e1s barato que el gas suministrado en cilindros de alta presi\u00f3n.<\/li>\n<\/ol>\n
Hay recursos naturales solares y e\u00f3licos m\u00e1s que suficientes en todo el mundo para producir todo el hidr\u00f3geno que se necesita para aplicaciones estacionarias, de transporte y port\u00e1tiles. La electr\u00f3lisis tiene el potencial de cumplir los requisitos de coste especificados por muchos gobiernos de todo el mundo.<\/p>\n
Tipos de electrolizadores.<\/h2>\n
Hay muchas formas de construir y configurar un electrolizador, y se pueden utilizar diferentes electrolitos al igual que en las pilas de combustible.<\/p>\n
Hay muchos tipos de electrolizadores, podemos encontrar:<\/p>\n
- \n
- Electrolizadores alcalinos.<\/li>\n
- Electrolizadores de membrana polim\u00e9rica (PEM).<\/li>\n
- Electrolizadores de \u00f3xido s\u00f3lido (SOEL).<\/li>\n
- Electrolizadores de membrana de intercambio ani\u00f3nico (AEM).<\/li>\n<\/ul>\n
Electrolizador alcalino.<\/h3>\n
Los electrolizadores alcalinos son la tecnolog\u00eda actual m\u00e1s madura. Su principal caracter\u00edstica es que tienen un electrolito l\u00edquido y mediante un diafragma, normalmente hidr\u00f3xido de potasio (KOH) o hidr\u00f3xido de sodio (NaOH), producimos la separaci\u00f3n de gases entre el lado c\u00e1todo y el lado \u00e1nodo.<\/p>\n
Estos electrolizadores tienen un consumo energ\u00e9tico en torno a 5 kilovatios por metro c\u00fabico nominal de hidr\u00f3geno producido. Trabajan a unas densidades de corriente que se consideran relativamente bajas entre 200 y 600 micro amperios por cent\u00edmetro cuadrado.<\/p>\n
Los electrolizadores alcalinos funcionan bien a temperaturas de funcionamiento entre 25 \u2013 100 \u00b0C y a presiones de 1 \u2013 30 bares respectivamente.<\/p>\n
Actualmente es la soluci\u00f3n comercial m\u00e1s establecida y presenta los costes de fabricaci\u00f3n m\u00e1s bajos. Normalmente est\u00e1n en torno a 1.000 euros por por kilovatio consumido.<\/p>\n
La principal ventaja es una tecnolog\u00eda madura. La principal desventaja es que el electrolito que usan es un electrolito l\u00edquido, lo cual hace que los dise\u00f1os no sean compactos y adem\u00e1s no tienen una respuesta r\u00e1pida a variaciones de potencia, por lo cual no se consideran \u00f3ptimos para ser acoplados con fuentes de energ\u00edas renovables.<\/p>\n
La construcci\u00f3n general de un electrolizador alcalino es sencilla. Tiene un dise\u00f1o unipolar que consiste en dos electrodos met\u00e1licos suspendidos en una soluci\u00f3n electrol\u00edtica acuosa. Cuando se suministra electricidad a los electrodos, se genera hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno gaseoso en cada uno de ellos. El electrolizador debe dise\u00f1arse de manera que cada gas sea recogido y eliminado del electrolizador de manera eficiente.<\/p>\n
Electrolizador de membrana polim\u00e9rica.<\/h3>\n
El electrolizador basado en una membrana electrol\u00edtica de pol\u00edmero (PEM) es muy popular, y muchos electrolizadores modernos est\u00e1n construidos con tecnolog\u00eda PEM.<\/p>\n
El electrolizador PEM usa el mismo tipo de electrolito que una pila de combustible PEM.<\/p>\n
El electrolito es una fina membrana s\u00f3lida conductora de iones, que se utiliza en lugar de la soluci\u00f3n acuosa.<\/p>\n
Estos electrolizadores utilizan un dise\u00f1o bipolar y pueden hacerse funcionar a altas presiones diferenciales a trav\u00e9s de la membrana.<\/p>\n
Los electrolizadores PEM son populares porque muchos de los problemas t\u00edpicos de las pilas de combustible PEM no son aplicables. El agua suministrada al c\u00e1todo tambi\u00e9n puede utilizarse f\u00e1cilmente para refrigerar la c\u00e9lula, y la gesti\u00f3n del agua es mucho m\u00e1s sencilla, ya que el electrodo positivo debe inundarse con agua. El hidr\u00f3geno producido por este tipo de electrolizador es de gran pureza. El \u00fanico problema es la presencia de vapor de agua en el sistema. El agua se difunde a trav\u00e9s del electrolito como en las pilas de combustible, por lo que los dise\u00f1adores de electrolitos utilizan diversas t\u00e9cnicas para evitar este fen\u00f3meno. Un m\u00e9todo habitual es utilizar electrolitos m\u00e1s espesos que los utilizados en las pilas de combustible.<\/p>\n
Son los electrolizadores que actualmente presentan una respuesta m\u00e1s r\u00e1pida a variaciones de potencia, con lo cual son \u00f3ptimos para ser integrados con fuentes de energ\u00edas renovables.<\/p>\n
El principal inconveniente, aparte de los costes de fabricaci\u00f3n, es que utilizan en metales preciosos como catalizadores en ambos reacciones.<\/p>\n
Electrolizador de estado s\u00f3lido.<\/h3>\n
Se encuentran en un estado menos de desarrollo, m\u00e1s a nivel de laboratorio.<\/p>\n
La principal caracter\u00edstica de estos electrolizadores son que trabajan a altas temperaturas. Pueden llegar a alcanzar eficiencias de hasta el 95%. Como trabajan a temperaturas elevadas presentan consumos energ\u00e9ticos m\u00e1s bajos, en torno a tres kilovatios hora. Pero necesitan un aporte extra de energ\u00eda para llegar a las temperaturas necesarias para producir las reacciones.<\/p>\n
Las densidades de corriente a las que trabajan tambi\u00e9n son bastante elevadas.<\/p>\n
Una desventaja es que no pueden trabajar a presiones elevadas, las m\u00e1ximas presiones de trabajo son en torno 5000 bares. Al trabajar a elevadas temperaturas, hay muy pocos materiales que puedan trabajar en estas condiciones, con lo cual tanto el electrolito como los electrodos solo est\u00e1n formados por cer\u00e1micas complejas.<\/p>\n
La gran ventaja es que se presentan unas eficiencias potenciales m\u00e1s elevadas que el resto de los de los electrolizadores.<\/p>\n
Estos sistemas se encuentran a nivel de desarrollo aunque s\u00ed que existe alg\u00fan desarrollo comercial o alg\u00fan proveedor comercial que dice que los oferta pero siempre en bajas a potencias.<\/p>\n
Electrolizador de membrana de intercambio ani\u00f3nico.<\/h3>\n
Los que menos desarrollados se encuentran son los electrolizadores de membrana amni\u00f3tica.<\/p>\n
Aunque las caracter\u00edsticas que presenta son bastante prometedores, las eficiencias actuales son bajas, en torno a un 50%.<\/p>\n
S\u00f3lo pueden trabajar a presiones m\u00e1ximas de 30 bares.<\/p>\n
Las principales ventajas que presentan es que no necesitan catalizadores basados en metales preciosos.<\/p>\n
Pueden utilizar metales convencionales, lo cual los hace bastante prometedores a largo plazo.<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/ecoinventos.com\/wp-content\/uploads\/2021\/12\/Produccion-hidrogeno.jpg\")
<\/figure>\nEficiencia del electrolizador.<\/h2>\n
Hay muchos factores que influyen en el rendimiento de los electrolizadores. Algunos de ellos son el dise\u00f1o general, los materiales usados y la temperatura y presi\u00f3n de funcionamiento.<\/p>\n
El funcionamiento a temperaturas m\u00e1s altas aumentar\u00e1 la eficiencia, pero tambi\u00e9n aumentar\u00e1 la tasa de corrosi\u00f3n de los materiales del electrolizador.<\/p>\n
La eficiencia del electrolizador se calcula de la misma manera que la de una pila de combustible. Las p\u00e9rdidas en los electrolizadores son las mismas que en las pilas de combustible.<\/p>\n
La eficiencia de la pila tambi\u00e9n debe incluir las p\u00e9rdidas de energ\u00eda debidas a la electricidad necesaria para las bombas, las v\u00e1lvulas, los sensores y el controlador, y la cantidad de energ\u00eda que se introduce en la pila. Las eficiencias operativas t\u00edpicas de las unidades comerciales de electrolizadores son de entre el 60 y el 70%.<\/p>\n
Oportunidades para la electr\u00f3lisis.<\/h2>\n
La integraci\u00f3n de los electrolizadores con un sistema de energ\u00eda renovable crea oportunidades \u00fanicas para el suministro de energ\u00eda en el futuro.<\/p>\n
Los sistemas de energ\u00eda renovable pueden conectarse a la red el\u00e9ctrica a trav\u00e9s de la electr\u00f3nica de potencia. Esta convierte la corriente alterna (CA) de la red en la corriente continua (CC) que necesita la pila de c\u00e9lulas de electr\u00f3lisis.<\/p>\n
Tanto los sistemas fotovoltaicos como los e\u00f3licos pueden usarse como fuente de electricidad. En muchos de los sistemas e\u00f3licos\/electrolizadores utilizados hoy en d\u00eda para producir hidr\u00f3geno, el electrolizador utiliza directamente la CA de la turbina e\u00f3lica.<\/p>\n
La electr\u00f3lisis puede ayudar a reducir la producci\u00f3n intermitente de electricidad a partir de recursos renovables. Los sistemas de hidr\u00f3geno pueden producir hidr\u00f3geno y almacenarlo para su uso posterior, lo que puede mejorar el factor de capacidad de los sistemas de energ\u00eda renovable. Esto ayudar\u00eda a que la energ\u00eda renovable fuera constante o se utilizara en los periodos punta. Al permitir la coproducci\u00f3n de hidr\u00f3geno y electricidad, la compa\u00f1\u00eda el\u00e9ctrica podr\u00eda optimizar su sistema de producci\u00f3n y almacenamiento.<\/p>\n
Tanto los sistemas solares como los e\u00f3licos pueden beneficiarse de la producci\u00f3n de electricidad junto con el hidr\u00f3geno. Algunos estudios han demostrado que los sistemas optimizados para la generaci\u00f3n de hidr\u00f3geno y electricidad tienen precios de hidr\u00f3geno m\u00e1s bajos, incluso cuando la electricidad se vende a un precio muy bajo.<\/p>\n
C\u00f3mo se comercializan los electrolizadores para producci\u00f3n de hidr\u00f3geno.<\/h2>\n
Los electrolizadores se pueden comercializar de cuatro formas principales:<\/p>\n
- \n
- Energ\u00eda para la movilidad:<\/strong>\u00a0El hidr\u00f3geno puede usarse como combustible en las estaciones de servicio de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos de pila de combustible.<\/li>\n
- Energ\u00eda para el combustible:<\/strong>\u00a0Se puede usar en las refiner\u00edas para eliminar el azufre de los combustibles f\u00f3siles.<\/li>\n
- Energ\u00eda para la industria:<\/strong>\u00a0Puede ser usado directamente como gas industrial en la industria del acero, plantas de vidrio plano, industria de semiconductores, etc. Tambi\u00e9n puede inyectarse directamente en las redes de gas natural para la calefacci\u00f3n con menos carbono y otras aplicaciones del gas natural.<\/li>\n
- Power to Gas:<\/strong>\u00a0Se puede usar en la producci\u00f3n de productos qu\u00edmicos ecol\u00f3gicos como el metanol, los fertilizantes (amon\u00edaco) y cualquier otro combustible l\u00edquido, \u00a1incluso el combustible para aviones!<\/li>\n<\/ul>\n
Pilas de combustible de hidr\u00f3geno.<\/h2>\n
El hidr\u00f3geno producido por un electrolizador es perfecto para su uso en pilas de combustible de hidr\u00f3geno. Al funcionar de forma muy parecida a una bater\u00eda, las pilas de combustible no se agotan, ni necesitan cargarse y producen electricidad y calor mientras se les suministre combustible.<\/p>\n
Las pilas de combustible usan el hidr\u00f3geno para generar electricidad con cero emisiones en el punto de uso. Eso significa que no hay combustibles f\u00f3siles ni emisiones nocivas procedentes del tubo de escape.<\/p>\n
Y lo que es mejor, cuando el sistema electrolizador se alimenta de una fuente de energ\u00eda renovable, el hidr\u00f3geno producido se considera renovable y libre de CO2.<\/p>\n
Hidr\u00f3geno en la transici\u00f3n ecol\u00f3gica.<\/h2>\n
El hidr\u00f3geno puede actuar como medio de almacenamiento de energ\u00eda para hacer frente a estos retos de la red, permitiendo que la energ\u00eda renovable se utilice m\u00e1s f\u00e1cilmente fuera de la red el\u00e9ctrica.<\/p>\n
El hidr\u00f3geno es una forma estable de almacenar y transportar eficazmente la electricidad renovable durante largos periodos de tiempo. De este modo, la electricidad renovable generada por la energ\u00eda e\u00f3lica y solar que no se usa de forma inmediata puede emplearse en otro momento o en otro lugar. El potencial del hidr\u00f3geno para almacenar y transportar energ\u00eda lo convierte en un elemento clave para la transici\u00f3n mundial hacia las energ\u00edas renovables.<\/p>\n
Fuente:<\/p>\n
R. (2021q, diciembre 14). \u00bfQu\u00e9 es y para qu\u00e9 sirve un electrolizador?: Pieza clave en la producci\u00f3n de Hidr\u00f3geno<\/i>. EcoInventos. Recuperado 15 de diciembre de 2021, de https:\/\/ecoinventos.com\/electrolizador\/<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Los electrolizadores usan la electricidad para descomponer el agua en hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno. La electr\u00f3lisis del agua se produce mediante una reacci\u00f3n electroqu\u00edmica que no requiere componentes externos ni piezas m\u00f3viles. Es muy fiable y puede producir hidr\u00f3geno ultrapuro (> 99,999%) de forma no contaminante cuando la fuente el\u00e9ctrica es una energ\u00eda renovable.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":25663,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[56],"tags":[],"class_list":["post-25662","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia"],"yoast_head":"\n
\u00bfQu\u00e9 es y para qu\u00e9 sirve un electrolizador?: Pieza clave en la producci\u00f3n de Hidr\u00f3geno - Observatorio Tecnol\u00f3gico de Hidalgo<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/ciencia\/que-es-y-para-que-sirve-un-electrolizador-pieza-clave-en-la-produccion-de-hidrogeno\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"en_US\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"\u00bfQu\u00e9 es y para qu\u00e9 sirve un electrolizador?: Pieza clave en la producci\u00f3n de Hidr\u00f3geno - Observatorio Tecnol\u00f3gico de Hidalgo\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Los electrolizadores usan la electricidad para descomponer el agua en hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno. 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