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El secreto de la tecnología de electrólisis de agua PEM: ¿Por qué esta tecnología puede cambiar el futuro de la energía del hidrógeno?
Con el rápido crecimiento de la demanda mundial de energía, la necesidad de energía renovable se hace cada vez más urgente. En este contexto, la tecnología de electrólisis de agua con membrana de intercambio de protones (PEM) ha llamado gradualmente la atención del público y se ha convertido en uno de los medios importantes para producir hidrógeno. La alta eficiencia de la tecnología de electrólisis de agua PEM y sus ventajas medioambientales la hacen especialmente importante en el futuro mercado de la energía del hidrógeno.
Principio de la electrólisis del agua mediante PEMLa tecnología de electrólisis de agua PEM utiliza un electrolito de polímero sólido para realizar la electrólisis del agua, lo que hace que la producción de hidrógeno sea más eficiente y limpia.
La tecnología de electrólisis de agua PEM utiliza una membrana de intercambio de protones para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Durante este proceso, pasa una corriente eléctrica a través del ánodo y el cátodo de la membrana, lo que promueve la liberación de hidrógeno y oxígeno. En concreto, en la reacción del ánodo, el agua se oxida en oxígeno, protones y electrones. En la reacción del cátodo, los protones y los electrones se combinan para formar hidrógeno. La clave de esta tecnología es que puede utilizar eficientemente la electricidad procedente de fuentes de energía renovables y responder rápidamente a los cambios en la demanda de electricidad.
Ventajas de la tecnología de electrólisis del agua mediante PEMLa tecnología de electrólisis de agua PEM tiene varias ventajas significativas que la hacen ideal para la producción de hidrógeno:
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Operación con alta densidad de corriente: La tecnología PEM permite la operación a altas densidades de corriente, lo que ayuda a reducir los costos operativos.
- Espesor de membrana más pequeño: El espesor de la membrana del electrolito de polímero suele ser de 100 a 200 micrones, lo que puede reducir eficazmente la pérdida óhmica.
- Hidrógeno de alta pureza: debido a la estructura de estado sólido de la membrana, la tecnología PEM puede producir gas de alta pureza, lo cual es fundamental para el almacenamiento seguro y el uso directo en celdas de combustible.
En 2022, la Agencia Internacional de Energía afirmó que para utilizar ampliamente la energía del hidrógeno, es necesario aumentar la promoción de la tecnología PEM.
Desafíos
Aunque la tecnología de electrólisis de agua PEM tiene muchas ventajas, también enfrenta algunos desafíos. El primero es la disponibilidad de catalizadores. En particular, la escasez de circonio puede limitar la popularización de esta tecnología. Además, es necesario mejorar aún más la madurez técnica para adaptarse a las demandas energéticas y a las condiciones de operación de diferentes escalas.
Historia
La aplicación del agua electrolizada PEM se remonta a la década de 1960, cuando se desarrolló para abordar las deficiencias de la tecnología de electrólisis alcalina. Con el desarrollo de la tecnología, la eficiencia de la electrólisis del agua PEM se ha mejorado enormemente y gradualmente se ha convertido en una de las tecnologías principales.
A finales de la década de 1970, la tecnología PEM atrajo mucha investigación debido a su rendimiento superior y se convirtió en la principal fuerza en la promoción del desarrollo de la industria del hidrógeno.
Perspectivas de futuro
Con el apoyo y la atención de varios países a las políticas de energía del hidrógeno, las perspectivas de desarrollo de la tecnología de electrólisis de agua PEM son muy brillantes. Según las previsiones, se espera que la eficiencia de esta tecnología aumente hasta el 82-86% en 2030. Además, la aplicación de la tecnología de electrólisis de agua PEM en el almacenamiento de energía renovable y la estabilización de la red también le otorga un amplio potencial comercial.
En la búsqueda global de una economía baja en carbono, la tecnología de electrólisis de agua PEM se convertirá en un puente clave para promover el desarrollo vigoroso de la economía del hidrógeno. La gente no puede evitar preguntarse: ¿Qué papel desempeñará la tecnología de electrólisis de agua PEM en el futuro sistema de energía limpia?
