Los electrolizadores disponibles comercialmente requieren agua ultrapura o, al menos, de calidad potable, lo que hace necesario incorporar sistemas adicionales de purificación. Teniendo en cuenta que el agua de mar representa más del 96 % de los recursos hídricos del planeta, el desarrollo de electrolizadores capaces de utilizar directamente agua de mar supondría un avance clave para lograr una producción de hidrógeno verde más eficiente y rentable.
Sin embargo, alimentar un electrolizador con agua de mar plantea numerosos desafíos, entre ellos la corrosión de los componentes, la contaminación por partículas y microorganismos, las elevadas fluctuaciones de pH y la aparición de reacciones competitivas, especialmente las relacionadas con la química del cloruro en el ánodo. Como consecuencia, los electrolizadores que utilizan agua de mar presentan una menor eficiencia y durabilidad que aquellos alimentados con agua purificada, reduciendo así su viabilidad económica.
El proyecto SWEETHY tiene como objetivo desarrollar una innovadora plataforma de electrólisis directa de agua de mar basada en un electrolizador de membrana de intercambio aniónico (AEMWE), con una mayor eficiencia energética, durabilidad y competitividad económica. Para ello, el proyecto combinará tres enfoques principales:
- Desarrollo y optimización de materiales de alto rendimiento y gran durabilidad, libres de metales del grupo del platino (PGM) y de materias primas críticas (CRM), para los distintos componentes del electrolizador: catalizadores, membrana y recubrimientos anticorrosión para las placas bipolares y las capas porosas de transporte.
- Diseño y desarrollo de un prototipo innovador y escalable de pila de electrolizador, con configuración modular y compresión hidráulica de las celdas, capaz de producir hidrógeno a alta presión.
- Análisis de sostenibilidad y estudio de oportunidades de simbiosis industrial mediante el aprovechamiento de subproductos y la prestación de servicios a la red eléctrica, un aspecto clave para garantizar la viabilidad económica de la tecnología.
El prototipo será validado utilizando agua de mar del Mediterráneo en Mesina (Italia), con el objetivo de superar las 2.000 horas de funcionamiento y producir 20 g de H₂ por hora, manteniendo una tasa de degradación inferior al 1 % cada 100 horas. Para ello, el proyecto reúne a un sólido consorcio formado por seis destacados centros de investigación y tres pymes con perfiles complementarios y una amplia experiencia, procedentes de siete países europeos.
Aportación de CIDETEC al proyecto:
CIDETEC Surface Engineering desarrollará y caracterizará electrocatalizadores libres de metales del grupo del platino (PGM) para las reacciones de evolución de hidrógeno y oxígeno, incluyendo su integración en el conjunto membrana-electrodo (MEA) y su validación a nivel de celda individual. Además, estudiará el comportamiento frente a la corrosión de las placas bipolares, los sustratos recubiertos con catalizador y las capas porosas de transporte, así como la evaluación del riesgo de corrosión por acoplamiento galvánico y por rendijas (crevice corrosion).