Una nueva iniciativa europea de investigación está desarrollando tecnologías de electrólisis de alta eficiencia para producir hidrógeno renovable a partir de agua de forma más sostenible, rentable y eficiente, utilizando enfoques avanzados y responsables para reducir las emisiones de CO2.

A pesar de su potencial, el hidrógeno sigue teniendo una elevada huella de carbono. Según el informe Global Hydrogen Review 2023 de la Agencia Internacional de la Energía (IEA), la producción mundial de hidrógeno supera los 95 millones de toneladas al año, aunque solo alrededor del uno por ciento procede de rutas de bajas emisiones. La mayor parte del hidrógeno se genera todavía mediante procesos basados en combustibles fósiles, lo que conlleva importantes emisiones de gases de efecto invernadero y limita su contribución a la neutralidad climática.

El proyecto DESIREE (acrónimo de Development of Enhanced SOEL Components for Improved Reliability and Endurance) pretende superar estas barreras mediante el avance de la tecnología de electrólisis de óxido sólido (SOEL). Al operar a altas temperaturas, los sistemas SOEL permiten una electrólisis del agua altamente eficiente y presentan un gran potencial de integración con electricidad renovable y fuentes de calor industrial.

El proyecto está coordinado por CENER y reúne a un consorcio europeo compuesto por 10 socios y 2 entidades afiliadas. Con una duración prevista de enero de 2026 a junio de 2029, DESIREE diseñará, construirá y validará un sistema prototipo multi-stack de 40 kilovatios, basado en tecnologías de stacks de última generación y centrado en su optimización, integración y rendimiento operativo a nivel de sistema. El proyecto aborda los retos de durabilidad, eficiencia y circularidad mediante la optimización de materiales, soluciones de sellado y la arquitectura global del sistema dentro de tecnologías de stack ya existentes.

El prototipo combinará la electrólisis a alta temperatura con la compresión termoquímica del hidrógeno, lo que permitirá el suministro directo de hidrógeno presurizado sin necesidad de compresión eléctrica adicional. Se espera que el sistema alcance eficiencias superiores al 85%, lo que supone una mejora de más del 15% respecto a las tecnologías de electrólisis actualmente disponibles y un paso clave hacia la reducción del coste nivelado del hidrógeno.

Estableciendo un nuevo referente tecnológico

Aunque la tecnología SOEL ya es reconocida por su elevada eficiencia, su despliegue a gran escala se ve limitado por mecanismos de degradación a largo plazo y desafíos asociados a la operación dinámica bajo condiciones variables de energía renovable. DESIREE aborda estas limitaciones mediante un enfoque integral:

• A nivel de celda y stack: Se desarrollarán electrodos avanzados mejorados con nanomateriales para optimizar el rendimiento electroquímico y reducir la temperatura de operación. Se implementarán nuevos sistemas de sellado vidrio-cerámicos con mayor estabilidad térmica y química.

• Sostenibilidad: Se establecerán rutas de reciclaje para materias primas críticas como níquel, cobalto, lantano y estroncio, reintegrando los materiales recuperados en nuevos componentes.

• Arquitectura de sistema: Se introducirá una estructura modular y compartimentada que mejorará la flexibilidad operativa, simplificará el mantenimiento y optimizará la gestión térmica mediante la recuperación de calor residual.

DESIREE contribuye al desarrollo de tecnologías de conversión energética con aplicaciones directas en sectores de difícil descarbonización, como la siderurgia, la industria química y la producción de combustibles renovables.

“DESIREE apoya directamente los objetivos del Pacto Verde Europeo, el paquete Fit for 55 y la Clean Hydrogen Partnership, contribuyendo al compromiso de la Unión Europea de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en al menos un 55% para 2030 y lograr una economía plenamente descarbonizada en 2050”, afirma el coordinador del proyecto, Iñigo Garbayo, responsable del Área de Hidrógeno de CENER.

Una alianza europea de excelencia

DESIREE está coordinado por el Centro Nacional de Energías Renovables (CENER) y reúne a doce organizaciones de seis países europeos (España, Francia, Alemania, Italia, Bélgica y Finlandia):

• Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

• Universidad de Zaragoza.

• Politecnico di Torino.

• Genvia.

• Fraunhofer-Gesellschaft (Institute for Silicate Research ISC y Center for High Temperature Materials and Design HTL).

• Bosal y Bosal Energy.

• EIFHYTEC.

• Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA).

• VTT Technical Research Centre of Finland.

• Zabala Innovation.

Con un presupuesto total cercano a los 4 millones de euros, el proyecto cuenta con el apoyo de la Clean Hydrogen Partnership y está cofinanciado por la Unión Europea en el marco del programa Horizonte Europa.