Cuando leemos sobre tecnologías de hidrogeno, siempre acabamos leyendo lo típico de que, la tecnología PEM es más compacta que la alcalina, gracias a que emplean densidades de corriente más altas pero, ¿os habéis parado a pensar lo que realmente significa eso? ¿Qué implicaciones tiene trabajar a una densidad de corriente u otra? Eficiencia, degradación, área activa entre otros parámetros.

Antes definamos la densidad de corriente, o “j”. La j es la relación de intensidad (amperios) por área activa (cm2). Es decir, cuántos electrones pasan por unidad de área. Recordemos que la corriente eléctrica controla la producción de hidrógeno según la Ley de Faraday. Vamos a los parámetros:

• Eficiencia: si habéis visto una curva de polarización, sabréis de lo que hablamos (y si no, mira la imagen del blog, eso es una curva de polarización). La regla de oro es, menor densidad de corriente, mayor eficiencia. Cuando un electrolizador trabaja a altas densidades de corriente, eleva su tensión de celda de manera que necesita más potencia para producir el hidrógeno. Dicho de una manera “bruta”, a bajas densidades de corriente, el electrolizador aprovecha mejor la energía eléctrica. Justo eso es lo que hacen los electrolizadores alcalinos, trabajar a, bajas densidades de corriente, para favorecer la eficiencia.
• Área activa: siguiendo con la última frase del punto anterior, sobre la baja densidad de corriente, los electrolizadores alcalinos aprovechan su casi nula dependencia de materiales caros (en algunos casos siguen usando cobalto, metal muy cotizado), para hacer membranas muy grandes. Al aumentar su área activa tienen más espacio para producir hidrógeno y pueden reducir el ratio de producción por cm2 (que acaba siendo la densidad de corriente: A/cm2).
• Degradación: este fenómeno está intrínsecamente relacionado con la densidad de corriente. A mayores densidades de corriente más hacemos trabajar la membrana y antes la deterioramos. Ningún fabricante se atreve a dar una curva de degradación o unos ratios de degradación según densidad de corriente. Los valores que proporcionan suelen ser valores promedio o bien, valores en el caso más desfavorable, 100% de capacidad (máxima corriente).

En consecuencia de todo lo anterior, los electrolizadores PEM emplean mayores densidades de corriente para reducir CAPEX (reduciendo área activa y por tanto, uso de materiales caros). Esto, en nuestra experiencia, suele ser la principal barrera de compra, ya que en términos de eficiencia no suele haber tanta diferencia entre un fabricante y otro (sí en CAPEX donde, para las mismas capacidades, los precios pueden oscilar millón arriba, millón abajo).

Lean Hydrogen es una empresa especializada en hidrógeno renovable, hacemos consultoría e ingeniería, te ayudamos a elegir bien, a diseñar mejor y acelerar tu proyecto de hidrógeno verde. Contáctanos en info@leanhydrogen.com