El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) y la compañía de hidrógeno limpio Electric Hydrogen firmaron un acuerdo para desarrollar componentes de electrolizadores de alto rendimiento, lo que ayuda a escalar el hidrógeno limpio e inventar nuevas oportunidades para la descarbonización. El acuerdo, que tiene una duración de tres años, diagnosticará fuentes de degradación en celdas de electrólisis comerciales y validará diseños avanzados.
"Electric Hydrogen está diseñando un producto de alto rendimiento para la electrólisis del agua, algo que podría ampliarse a importantes aplicaciones comerciales", dijo Guido Bender, investigador principal de NREL en el proyecto. "NREL tiene un hardware bastante exclusivo para probar pilas de electrolizadores; esto nos permitirá caracterizar la eficiencia, la durabilidad y el rendimiento en una variedad de condiciones operativas".
Si bien la asociación permitirá un conocimiento fundamentalmente nuevo sobre las tecnologías de hidrógeno renovable, otros aspectos se sienten como un déjà vu: varios de los miembros del equipo de NREL y Electric Hydrogen también estuvieron detrás del éxito de una colaboración duradera de NREL-First Solar , que finalmente comercializó telururo de cadmio.
La colaboración de Electric Hydrogen espera repetir ese notable progreso al ampliar una vez más los límites de la tecnología futura, esta vez para el hidrógeno renovable, un recurso energético que tiene el potencial de descarbonizar los sectores más contaminantes.
"Nuestro objetivo es construir electrólisis a escala industrial para que las industrias con alto contenido de carbono puedan adaptarse", dijo David Eaglesham, cofundador y director de tecnología de Electric Hydrogen. "NREL tiene un historial de ayudar a las tecnologías de próxima generación a escalar a mercados más grandes, y estamos seguros de que esta colaboración logrará avances similares para el hidrógeno renovable".
La analogía con el aumento de la energía solar es profunda: al igual que la energía solar hace dos décadas, el hidrógeno limpio se encuentra actualmente en el limbo de la rentabilidad, frenado por los altos costos de capital de los electrolizadores. Sin embargo, el Departamento de Energía de EEUU (DOE) espera cambiar eso con su Energy Earthshot por hidrógeno , o "Hydrogen Shot", como se lo conoce comúnmente, una iniciativa para reducir los costos de hidrógeno limpio en un 80% a 1 dolar el kilogramo en una década. La asociación Electric Hydrogen juega con esta estrategia al abordar los componentes en los que los costos podrían reducirse.
"Esta asociación realmente crea valor en múltiples direcciones", dijo Bender. "Mientras Electric Hydrogen desarrolla su producto, nosotros desarrollamos nuestras capacidades de investigación para ser más sensibles a la degradación del dispositivo y, como resultado, toda la industria renovable se beneficia a medida que logramos nuevos puntos de referencia en costo y rendimiento".
Este proyecto se basa en más de una década de investigación e inversión en capacidad en NREL por parte de la Oficina de Tecnologías de Celdas de Combustible e Hidrógeno del DOE y respalda la visión H2 @ Scale del DOE para el hidrógeno limpio en múltiples aplicaciones y sectores económicos.
El proyecto complementará el trabajo en curso a través de dos consorcios de laboratorios múltiples liderados por NREL: Hidrógeno de Electrólisis de Agua de Próxima Generación (H2NEW) , enfocado en la integración de materiales y componentes, la fabricación y la ampliación para ayudar a respaldar el despliegue en la gran industria de productos duraderos, electrolizadores eficientes y de bajo costo, y HydroGEN, centrada en acelerar el desarrollo de materiales y tecnologías menos maduros para la división del agua para complementar el trabajo de H2NEW.
Para el proyecto Electric Hydrogen, los investigadores analizarán específicamente la electrólisis de membranas de intercambio de protones y estudiarán los métodos de gestión del calor y la degradación con altas densidades de corriente. Los miembros del equipo apuntan a integrar y optimizar múltiples capas especialmente diseñadas, reduciendo el tamaño y los costos del sistema mientras diseñan para una futura pila de gran escala comercial.
"Hay muchos parámetros en juego en estas células", dijo Bender. "Es un sistema muy complejo y estamos entusiasmados de ampliar nuestro conocimiento y comprensión a través de este proyecto para apoyar la creación de electrolizadores de próxima generación duraderos y eficientes".
Múltiples partes interesadas y países como Estados Unidos han puesto sus miras en el hidrógeno limpio porque es versátil y podría proporcionar un camino a corto plazo hacia sistemas de energía libres de carbono. Entre sus ventajas, el hidrógeno podría proporcionar almacenamiento a largo plazo , se puede utilizar para producir combustibles y productos químicos sostenibles y puede respaldar una mayor integración renovable . Esta colaboración con Electric Hydrogen pondrá a la modesta molécula en una vía rápida hacia aplicaciones comerciales.
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