Electrólisis a alta presión

La electrólisis de alta presión ( HPE ) es la electrólisis del agua mediante la descomposición del agua (H₂O ₎ en oxígeno (O₂ ₎ e hidrógeno gaseoso (H₂ ₎ debido al paso de una corriente eléctrica a través del agua. ^{[ 1 ]} La diferencia con un electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM) estándar es la salida de hidrógeno comprimido de alrededor de 12–20 megapascales (120–200 bar) ^{[ 2 ]} a 70 °C. ^{[ 3 ]} Al presurizar el hidrógeno en el electrolizador, se elimina la necesidad de un compresor de hidrógeno externo , y el consumo energético promedio para la compresión de presión diferencial interna es de alrededor del 3%. ^{[ 4 ]}  

Como la potencia de compresión requerida para el agua es menor que la del hidrógeno gaseoso, el agua se bombea a alta presión, ^{[ 5 ]} en el otro enfoque se utiliza la presión diferencial . ^{[ 6 ]} También es importante que las pilas de electrolizadores puedan aceptar una entrada eléctrica fluctuante, como la que se encuentra con la energía renovable . ^{[ 7 ]} Esto permite la capacidad de ayudar con el equilibrio de la red y el almacenamiento de energía .

La electrólisis de ultra alta presión es una electrólisis de alta presión que opera a 340–690 bares (5000–10000 psi) . ^{[ 8 ]} A presiones ultra altas, la solubilidad del agua y la permeación cruzada a través de la membrana de H₂ _y O₂ _afectan la pureza del hidrógeno ; se utilizan PEM modificados para reducir la permeación cruzada en combinación con recombinadores catalíticos de H₂/O₂ para mantener los niveles de H₂ _en O₂ _{y los} niveles _de O₂ _en H₂ _en valores compatibles con los requisitos de seguridad del hidrógeno . ^{[ 9 ] [ 10 ]} 

El Departamento de Energía de EE. UU. cree que la electrólisis de alta presión, respaldada por la investigación y el desarrollo en curso, contribuirá a la habilitación y aceptación de tecnologías en las que el hidrógeno es el portador de energía entre los recursos de energía renovable y los consumidores de energía limpia. ^{[ 11 ]}

El Departamento de Energía (DOE) está investigando la electrólisis a alta presión para la producción eficiente de hidrógeno a partir del agua. El objetivo total en 2005 era de 4,75 dólares por galón equivalente de hidrógeno (gge ₎ de H₂ con una eficiencia del 64 %. ^{[ 10 ]} El objetivo total del DOE en 2010 era de 2,85 dólares por gge de H₂ _con una eficiencia del 75 %. ^{[ 11 ]} Hasta 2005, el DOE había destinado un total de 1.563.882 dólares a la investigación. ^{[ 10 ]}

Mitsubishi está desarrollando dicha tecnología con su proyecto de generador de energía de hidrógeno de alta presión (HHEG). ^{[ 12 ]}

El Forschungszentrum Jülich, en Jülich, Alemania, está investigando actualmente la reducción de costes de los componentes utilizados en la electrólisis PEM de alta presión en el proyecto EKOLYSER ^{[ 13 ]} . El objetivo principal de esta investigación es mejorar el rendimiento y la pureza del gas, reducir el coste y el volumen de materiales caros y alcanzar los objetivos de energía alternativa establecidos por el gobierno alemán para 2050 en el Concepto Energético publicado en 2010. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

ThalesNano Energy lanzó un generador de hidrógeno de alta presión (100 bar) a escala de laboratorio como reemplazo de los cilindros de hidrógeno en los laboratorios de química. ^{[ 16 ]}

Honda instaló su Estación Inteligente de Hidrógeno (SHS) en Los Ángeles para uso de automóviles con pila de combustible. ^{[ 17 ]}

• pila de combustible regenerativa
• Ingeniería electroquímica
• Electrólisis a alta temperatura

• electrolizador de alta presión
• Programa STREP financiado por la CE sobre electrólisis de agua PEM de alta presión.