El Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) ha logrado un importante avance en la investigación para la producción de hidrógeno verde mediante electrólisis, una de las tecnologías más prometedoras en la lucha contra el cambio climático. La institución ha desarrollado un nuevo proceso de fabricación de capas de transporte porosas ultrafinas a partir de titanio, mediante la técnica de serigrafía, que promete reducir los costos de los materiales utilizados en los electrolizadores de membranas de intercambio protónico (PEM, por sus siglas en inglés). 2el6o

Electrólisis PEM: clave para el hidrógeno verde 1w295w

La electrólisis PEM es fundamental para el crecimiento del mercado de hidrógeno verde, ya que permite operar con altas densidades de corriente y aprovechar la oferta variable de electricidad generada por energías renovables. Las capas porosas de transporte (PTL, por sus siglas en inglés) juegan un papel clave en el rendimiento de estos electrolizadores, ya que facilitan el transporte de agua y gases, mejorando la eficiencia y reduciendo costos. “Las PTL actúan como el ‘pulmón’ de la membrana recubierta de catalizador, y optimizarlas es crucial para disminuir los costos y mejorar el rendimiento de los electrolizadores PEM”, explicó Stefan Bercher, líder del proyecto en Fraunhofer ISE.

Innovación en la fabricación de capas ultrafinas 5x531u

El nuevo proceso de fabricación de capas finas de titanio (microporous layers, MPL) mejora las propiedades de superficie de las PTL, permitiendo utilizar capas de catalizador con menor carga de iridio, un material costoso, lo que a su vez optimiza la utilización del catalizador y reduce pérdidas óhmicas. Estas innovaciones se logran mediante el uso de equipos industriales escalables, lo que abre la puerta a la fabricación a gran escala de estos componentes.

Presentación de avances en la Hannover Messe 203v42

El Fraunhofer ISE ha utilizado su experiencia en serigrafía, una técnica comúnmente utilizada en la fabricación de es solares, para imprimir estas capas ultrafinas con una precisión excepcional. En las pruebas realizadas, se logró reducir la rugosidad de la superficie de las capas en un 46%, lo que mejora la conexión con la capa catalizadora y disminuye la cantidad de iridio necesario. Este avance es clave para cumplir con los objetivos europeos de reducción de materiales y acelerar el desarrollo del mercado del hidrógeno verde.

En la Hannover Messe (31 de marzo - 4 de abril), el Fraunhofer ISE presentará esta innovación junto con otros desarrollos en el campo de los electrolizadores y las celdas de combustible. Además de las PTL y MPL, se presentarán nuevas técnicas para la fabricación de unidades de membrana-electrodo (MEA) personalizadas y un modelo 3D de infraestructura de hidrógeno, que demuestra las capacidades del instituto a lo largo de toda la cadena de valor del hidrógeno.

El Fraunhofer ISE también ofrecerá varias charlas sobre sus investigaciones en la feria, destacando temas como la optimización de interfaces en electrolizadores PEM para mejorar el rendimiento electroquímico.