THYPEL

THermal management of HYdrogen Production ELectrolysers (THYPEL)   

L'hidrogen com a vector energètic és fonamental per a la transició energètica, l'emmagatzematge d'energia i la descarbonització, especialment quan es produeix a partir de l'excedent d'energia elèctrica d'origen renovable, conegut com a hidrogen verd. L'electròlisi de l'aigua per a la producció d'hidrogen és una alternativa prioritària en l'actual marc energètic.

Existeixen diferents tecnologies, totes elles enfrontant dos desafiaments comuns: augmentar l'eficiència i millorar la durabilitat dels electrolitzadors, especialment tenint en compte les intermitències en el voltatge d'entrada a causa de la naturalesa variable de l'energia renovable subministrada (com l'eòlica o la fotovoltaica).

La discontinuïtat en el voltatge genera gradients tèrmics dins de l'electrolitzador, afectant la membrana i accelerant el seu desgast. A més, si la interrupció és prou prolongada, l'electrolitzador es refreda, i recuperar la seva temperatura d'operació comporta un cost energètic addicional, que penalitza directament l'eficiència del sistema. Aquest efecte és significatiu en els electrolitzadors de baixa temperatura PEMEL (electrolitzador de membrana d'intercanvi de protons, <80ºC) i crític en els de molt alta temperatura SOEL (electrolitzador d'òxid sòlid, 700-800ºC). La gestió tèrmica també és vital en condicions normals d'operació, on, tot i que la reacció electroquímica sigui endotèrmica, les irreversibilitats generen un escalfament de l’electrolitzador, que requereix refrigeració contínua.

L'objectiu principal de THYPEL és identificar bones pràctiques per millorar la gestió tèrmica dels electrolitzadors d'aigua en la producció d'hidrogen verd. Les estratègies innovadores desenvolupades en THYPEL permetran reduir els costos energètics, tant en condicions normals d'operació com en la recondicionament dels electrolitzadors després d'interrupcions en el subministrament elèctric per l'ús d'excedents de fonts renovables.