Hidrógeno verde a partir de la electrólisis directa del agua de mar: los expertos advierten contra el bombo publicitario
No es necesario un nuevo desarrollo
A primera vista, el plan suena convincente: inventar y desarrollar en el futuro electrolizadores capaces de producir hidrógeno directamente a partir de agua de mar no purificada. Pero una mirada más atenta revela que esos electrolizadores directos de agua de mar requerirían años de investigación de alto nivel. Y lo que es más: Los electrolizadores DSE ni siquiera son necesarios: basta un simple proceso de desalinización para preparar agua de mar para los electrolizadores convencionales. En un comentario publicado en Joule, expertos internacionales comparan los costes y beneficios de los distintos enfoques y llegan a una recomendación clara.
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El agua dulce es un recurso limitado; más del 96% del agua mundial se encuentra en los océanos. Si el agua de mar pudiera introducirse directamente en un futuro electrolizador para producir hidrógeno verde utilizando la energía renovable del viento o del sol, parece una solución muy buena. Cientos de millones de dólares en fondos de investigación se destinan a esta idea y, sólo en 2023, ha habido más de 500 publicaciones (este número crece exponencialmente) sobre la electrólisis directa del agua de mar.
No es necesario un nuevo desarrollo
Sin embargo, un análisis tecnoeconómico demuestra que este argumento se desmorona en cuanto se analizan con más detalle los costes y beneficios. "No hay ninguna razón convincente para desarrollar la tecnología DSE porque ya existen soluciones eficientes para utilizar el agua de mar para producir hidrógeno", afirma el Dr. Jan Niklas Hausmann, investigador de electrólisis en HZB y autor principal del comentario de Joule. En el comentario han colaborado expertos internacionales de diversas disciplinas procedentes de renombradas instituciones de investigación como la Universidad de Yale, universidades de Canadá, Alemania y HZB.
Los métodos probados funcionan
Ya es posible utilizar agua de mar para producir hidrógeno. Procesos probados como la ósmosis inversa pueden utilizarse para purificar agua de mar para electrolizadores "normales", disponibles en el mercado. Desde un punto de vista termodinámico, la purificación del agua de mar sólo necesita el 0,03% de la energía necesaria para su electrólisis. Esto también se refleja en el coste actual: purificar el agua de mar para producir un kilogramo de hidrógeno cuesta menos de dos céntimos. Sin embargo, un kilogramo de hidrógeno cuesta 13,85 euros en las gasolineras alemanas.
Invertir bien el dinero
El desarrollo de nuevos tipos de electrolizadores que puedan funcionar de forma estable en agua de mar sólo ahorraría este barato paso de purificación. En cambio, el desarrollo de electrolizadores DSE es extremadamente difícil y es muy dudoso que puedan llegar a igualar la eficiencia y la estabilidad a largo plazo de los electrolizadores actuales. Los expertos ven aquí grandes retos: El agua de mar contiene una gran variedad de sustancias orgánicas e inorgánicas que pueden provocar corrosión e incrustaciones, afectando a todas las partes del electrolizador. Actualmente, la DSE se anuncia como una solución real para la producción de hidrógeno, una promesa que no se puede cumplir y que podría engullir mucho dinero de los contribuyentes, advierten los investigadores.
Podemos compararlo con el uso directo de petróleo crudo para hacer funcionar los coches", explica Jan Niklas Hausmann: "Es posible desarrollar este tipo de coches, pero no serían tan eficientes ni duraderos como los que funcionan con gasolina purificada". Y ello a pesar de que el coste de purificar el crudo (vía refinería) supone hasta un 16% del precio final del combustible, cifra notablemente superior al coste relativo de purificar el agua de mar para electrólisis (<1%)."
Encauzar la investigación sobre electrólisis para contribuir a la descarbonización
"La investigación académica no tiene por qué conducir a soluciones inmediatas. Sin embargo, si la DSE se presenta como una solución rápida y se impulsa o exagera en detrimento de otros enfoques más prometedores, inmovilizará recursos que faltarán en otros lugares para el desarrollo de tecnologías clave de descarbonización", explica el Dr. Prashanth Menezes, experto en catalizadores de HZB.
"Si queremos conseguir emisiones netas de carbono cero para 2050, la financiación debe dirigirse a desarrollos que puedan contribuir rápidamente a ello", afirma Menezes.
Puntos clave del análisis tecnoeconómico:
- La purificación de agua ya disponible comercialmente, como la ósmosis inversa, trata el agua de mar para hacerla apta para electrolizadores "normales". Sus costes relativos son muy bajos.
- La electrólisis directa del agua de mar plantea grandes retos para los electrolizadores que se desarrollen:
- Procesos de bioincrustación
- Corrosión
- Corta vida útil y menor flexibilidad de los electrolizadores
Conclusión: Las enormes sumas de dinero necesarias para el desarrollo de la DSE se invertirían mejor en la optimización de electrolizadores que utilicen agua altamente purificada. Esto se debe a que el proceso de purificación del agua apenas genera costes.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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