Cómo hacer electrólisis del agua para almacenar energía de forma eficiente

La sociedad cada vez está más concienciada de los efectos del Cambio Climático y reclama la implementación de fuentes de electricidad más seguras, fiables y respetuosas con el medio ambiente. Esta necesidad ha acelerado la innovación en la producción de energía con nuevas tecnologías más sostenibles. Sin embargo, el principal problema de muchas fuentes de energía renovables, como la solar o la eólica entre otras, es que no producen electricidad a un ritmo constante, por lo que se necesita un almacenamiento de energía nuevo y adecuado para superar la intermitencia de estas fuentes para poder integrarlas con éxito en la infraestructura energética.

Así, lo ha creado el Centro Nacional del Hidrógeno (CNH2), una instalación que tiene el objetivo de investigar y desarrollar las tecnologías del hidrógeno y las pilas de combustible en España, que apuesta por el hidrógeno como la mejor opción para hacer frente a este reto, ya que es un portador de energía natural y puede almacenarla por períodos indefinidos.

No obstante, los beneficios ecológicos del hidrógeno desaparecen si su producción contamina en exceso, por lo que es preferible obtenerlo a partir del agua. Este método, que se conoce como la electrólisis del agua y es una de las formas más ecológicas de producir hidrógeno, es con el que está trabajando el CNH2, con ayuda en la parte de simulación de la multinacional Ansys, para lograr un proceso de electrólisis "más rápido, eficiente, económico".

A través de varias simulaciones con software, el equipo de investigación de Ansys facilita con su tecnología de simulación la fabricación futura de electrolizadores con células de membrana de intercambio de protones (PEM) para lograr "un mejor rendimiento, una mayor eficiencia energética y más duradera y a un menor coste".

Con este proyecto del CNH2, llamado Enhigma, se podrán crear baterías de hidrógeno en masa de forma sostenible. "Estas baterías eliminarán uno de los principales problemas de las energías renovables al poder almacenar de manera indefinida y en grandes cantidades el exceso de producción que producen. Es un paso más hacia un futuro sostenible", aseguran fuentes de Ansys.

Proyecto de simulación

Este proyecto utiliza Ansys Fluent como herramienta para "simular el campo de flujo en estas células de membrana de intercambio de protones (PEM), con el objetivo de lograr fabricar electrolizadores "más rentables, eficientes y duraderos".

En este proceso, uno de los componentes más importantes son las placas bipolares, que son placas de metal que separan cada conjunto de membrana y electrodo en una pila generada a partir de este proceso (PEMWE por las siglas en inglés de Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers).

Así, con la a herramienta Ansys Meshing los investigadores han podido combinar geometrías complejas de forma sencilla para crear mallas adecuadas para diferentes zonas en el mismo modelo. Tras esto, el equipo utilizó el software Ansys Fluent para simular el campo de flujo en los modelos de interés.