Investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) han fabricado y probado un nuevo tipo de celdas cerámicas de electrólisis con electrodos de combustible Ni-GDC que, en lugar de desgastarse, mantienen su rendimiento. Los expertos estiman que el aumento de la vida útil de las celdas de electrólisis de Ni-GDC puede suponer un ahorro significativo en el consumo de material en las futuras plantas Power-to-X y reducir el precio del hidrógeno verde hasta en un 5%.
Las celdas de electrólisis desempeñan un papel clave en la conversión de la energía de las turbinas eólicas y las células solares en combustibles como el hidrógeno, el metanol y el amoníaco, que pueden ayudar a reducir las emisiones de CO₂ y promover el transporte y la industria sostenibles. Las celdas de electrólisis diseñadas en la DTU muestran buenos resultados y no hay signos de deterioro del electrodo después de 1.000 horas de evaluación.
Las pruebas para evaluar la estabilidad de los electrodos de Ni-GDC se realizaron a diferentes corrientes. Los resultados mostraron que la resistencia en el electrodo de combustible solo se degradó ligeramente con consumos de corriente muy altos. Los experimentos demostraron que el mecanismo de degradación primario de las celdas de electrólisis convencionales podía evitarse, ya que el níquel en el electrodo no se movía incluso bajo el alto consumo de corriente. La tecnología celular actual no habría sido capaz de tolerar lo mismo.
Escalabilidad de las celdas de electrólisis en plantas Power-to-X
Los expertos afirman que si estas celdas cerámicas de electrólisis se llevan a la tecnología Power-to-X en suficientes lugares del mundo, se podría ahorrar el 25% de toda la electricidad necesaria para producir la misma cantidad de combustible verde y reducir aproximadamente el 20% del precio del hidrógeno. Si además se mejora la vida útil de la tecnología, se producirá un ahorro de material, lo que supondrá una reducción adicional del precio del 5%.
Sin embargo, los investigadores encontraron que todavía hay algunos desafíos con las nuevas celdas de electrólisis, donde los nuevos materiales han causado otro problema en el electrolito. A pesar de este reto, los investigadores señalan que los resultados de las pruebas con las celdas de electrólisis de Ni-GDC son muy positivos y muestran un camino escalable hacia la fabricación de celdas de electrólisis altamente eficientes y duraderas.
Los expertos estiman que faltan hasta diez años antes de que las celdas de electrólisis de Ni-GDC se amplíen por completo y se utilicen en plantas Power-to-X a nivel internacional.