El nuevo contexto energético exige soluciones disruptivas para el almacenamiento masivo de energía. Aunque las tecnologías solares y eólicas avanzan a buen ritmo, la complejidad de almacenarla de forma eficiente sigue siendo un talón de Aquiles. Y es aquí donde el hidrógeno renovable emerge como el vector energético con mayor proyección actual y futura.
Su potencial orbita en torno a una pieza de ingeniería que es la clave de la producción de hidrógeno: el electrolizador. Explicado de una forma sencilla, es un equipo que utiliza energía eléctrica para romper las moléculas de agua en sus dos elementos fundamentales: hidrógeno y oxígeno.
El hidrógeno es un vector energético denso, transportable y almacenable durante meses. Cuando la electricidad empleada en ese proceso proviene de fuentes renovables, se produce un combustible químico sin huella de carbono que actuaría como puente entre las renovables y los sectores industriales difíciles de electrificar a través de las llamadas moléculas verdes.
¿Qué ocurre dentro de un electrolizador?
Todo el proceso sucede en celdas electroquímicas que contienen un ánodo (polo positivo), un cátodo (polo negativo), un medio conductor (electrolito) y una membrana especializada que actúa como como separación física de los gases generados, además de permitir el paso selectivo de ciertos iones que cierran el circuito eléctrico. Al inyectar agua purificada y activar la corriente continua, la estructura molecular del agua (H₂O) se desestabiliza por completo, forzando una separación atómica inmediata que se divide en dos fases.
La primera ocurre en el ánodo, que es un electrodo donde se produce una reacción química de oxidación, y lleva a la materia a perder electrones. En este momento las moléculas de agua ceden esa carga, rompiéndose y formando gas oxígeno (O₂) y protones de hidrógeno cargados positivamente. De acuerdo a la Agencia Internacional de la Energía (IEA), este oxígeno residual es un subproducto totalmente inocuo que puede liberarse a la atmósfera sin dejar huella.
Los protones de hidrógeno generados en el ánodo cruzan la membrana selectiva que integra la estructura del electrolizador hacia el cátodo, donde ocurrirá la reacción de reducción. En este polo negativo, los protones recuperan los electrones, y se emparejan en el acto para transformarse en gas hidrógeno (H₂). El hidrógeno es uno de los principales vectores renovables y el elemento más abundante del universo. Sin embargo, es complicado extraerlo directamente de la naturaleza, y es por ello que es necesario producirlo.
Este gas se purifica y comprime a alta presión quedando preparado para ser inyectado en redes de transporte o almacenarlo, actuando como una especie de gran batería química de alta densidad energética y que sería, en resumen, el papel del electrolizador en la producción del hidrógeno renovable.
El desafío técnico de las Membranas de Intercambio de Protones (PEM)
Existen diferentes tipos de electrolizadores según la tecnología de intercambio, siendo los más comunes los alcalinos (ALK) y los de Membrana de Intercambio de Protones (PEM). Los sistemas PEM son especialmente valorados en la actualidad debido a su alta flexibilidad operativa. Esto significa que pueden adaptar su ritmo de trabajo de manera casi instantánea, acoplándose a la perfección con la producción variable de los parques eólicos y solares.
Más allá de las ventajas estratégicas que ofrece su potencial y almacenamiento, como recoge Nature Energy, el electrolizador -y por tanto, el hidrógeno electrolítico y sus derivados- se perfila actualmente como la única llave capaz de abrir el candado de los sectores difíciles de electrificar y, por tanto, de descarbonizar. En esta categoría se encuadrarían la industria intensiva, la aviación y el transporte marítimo transoceánico, entre otros.
El verdadero valor estratégico del electrolizador radica en su capacidad para resolver el reto del almacenamiento energético a escala global. El hidrógeno generado por electrólisis ofrece una alternativa viable para poder asegurar el suministro futuro a partir de fuentes renovables de forma sólida y estable. En definitiva, el electrolizador podría definirse como el catalizador real de la transición energética, poniendo el foco en la competitividad y la autonomía estratégica.
