El proyecto HYPRAEL ha alcanzado hitos importantes en el desarrollo de tecnologías de electrólisis avanzadas, gracias a la sólida colaboración entre sus socios Fraunhofer IWS, Fraunhofer IFAM y VECO PRECISION. Estos avances prometen mejorar significativamente la eficiencia y la durabilidad de los electrolizadores, acercando la producción de hidrógeno verde a una escala industrial viable.
Innovación en sustratos y electrodos:
VECO PRECISION ha liderado el desarrollo de un innovador sustrato y un electrodo estructurado en 3D. El nuevo sustrato facilita el suministro de electrolito y la eliminación de burbujas de gas, crucial para operar a altas densidades de corriente y temperaturas. La validación mediante simulación CFD ha confirmado la eficacia de este diseño. Por su parte, el electrodo 3D, optimizado a través de simulación y pruebas exhaustivas, ha demostrado reducir significativamente el potencial celular en las reacciones de evolución de hidrógeno (HER) y oxígeno (OER), superando el rendimiento de la malla de Ni expandida.
Desarrollo de catalizadores eficaces y duraderos:
Fraunhofer IFAM ha centrado sus esfuerzos en el desarrollo de catalizadores de larga duración para HER y OER. Un banco de pruebas especialmente diseñado ha permitido analizar el comportamiento de diversos materiales en condiciones extremas (temperaturas de hasta 100°C y concentraciones de KOH de 1-45 wt%). Los resultados muestran un aumento en la actividad del electrodo con la temperatura, aunque con un límite a 100°C, y una menor actividad con altas concentraciones de KOH debido a la disminución de la conductividad y el aumento de la viscosidad.
Optimización de la producción de DSE mediante APS:
Fraunhofer IWS ha establecido un proceso de fabricación para recubrir el sustrato Veco Pin con especies resistentes a la corrosión y activas para HER y OER. La optimización del proceso de pulverización de plasma atmosférico (APS) ha permitido producir recubrimientos homogéneos de catalizador en separadores de hasta 130 mm de diámetro. Se han realizado pruebas con diferentes materiales a base de Ni y NiAl, logrando una adhesión del recubrimiento sin defectos y una alta homogeneidad en las capas.
Avances en la interfaz y pruebas de escalado:
Se han realizado avances significativos en la optimización de la interfaz y las pruebas de escalado, incluyendo el desarrollo de un sistema de enmascaramiento/soporte de muestras para evitar la delaminación, la variación de los parámetros del plasma para lograr recubrimientos más homogéneos, y la identificación de ángulos de recubrimiento óptimos.
Impacto y perspectivas:
Estos avances, fruto de la colaboración entre Fraunhofer IWS, Fraunhofer IFAM y VECO PRECISION, son cruciales para el desarrollo de electrolizadores más eficientes, duraderos y económicos. La implementación de estas innovaciones en el proyecto HYPRAEL impulsará la producción de hidrógeno verde a gran escala, contribuyendo a la descarbonización de diversos sectores industriales y energéticos.
Sobre HYPRAEL:
HYPRAEL es un proyecto europeo que busca desarrollar tecnologías de electrólisis avanzadas para la producción de hidrógeno verde a gran escala. La colaboración entre socios líderes en investigación y desarrollo, como Fraunhofer IWS, Fraunhofer IFAM y VECO PRECISION, es fundamental para alcanzar los objetivos del proyecto.
