Un equipo de investigación del conglomerado de institutos alemanes de investigación Forschungszentrum Jülich ha fabricado una pila de combustible de hidrógeno con una eficiencia superior al 60%, la más alta lograda hasta la fecha en todo el mundo. El sistema tiene además una segunda aplicación práctica. Las celdas de combustible de alta temperatura desarrolladas no solo pueden generar electricidad, sino que también son reversibles, pudiendo utilizarse para la producción de hidrógeno por electrólisis.
Las celdas de combustible reversibles (reversible solid oxide cells o rSOFT por sus siglas en inglés) combinan virtualmente dos dispositivos en uno. Su utilidad práctica es particularmente adecuada para la construcción de sistemas de almacenamiento eléctrico en forma de hidrógeno y, posteriormente convertirse en generadores de energía eléctrica. Esta tecnología podría jugar un papel importante en la transición energética compensando las fluctuaciones de la producción de energías renovables y contrarrestar el desajuste entre la oferta y la demanda. También puede encontrar aplicación práctica en la industria del automóvil para mover el motor de un coche eléctrico a partir de hidrógeno. Y podría utilizarse para garantizar un suministro eléctrico autosuficiente en lugares remotos de difícil acceso.
La reversibilidad solo aparece en celdas de combustible que operan a temperaturas de alrededor de 800 grados Celsius. Gracias a la alta temperatura pueden emplearse materiales menos nobles y más económicos que los que se usan para las celdas de combustible de baja temperatura.
El sistema de prueba creado por los investigadores del instituto alemán logró una eficiencia eléctrica del 62%, mayor que la de los sistemas de baja temperatura, que no suele superar el 50%. Esto se consigue "gracias a un diseño mejorado de la pila junto con una tecnología optimizada y altamente integrada que, electroquímicamente, convierte más del 97% del hidrógeno suministrado", ha explicado el profesor Ludger Blum del Instituto Jülich de Investigación de Energía y Clima.
Una de estas mejoras radica en las dimensiones de la pila. Con una potencia de 5 kW podría cubrir el consumo de energía de dos viviendas. "Hasta ahora, siempre había sido necesario combinar varias unidades para lograr un rendimiento comparable", explica Blum. De esta forma se podrían reducir los costes de fabricación, al necesitarse menos unidades para la construcción de los mismos equipos. La reducción de tamaño puede permitir también su instalación en las dimensiones que admite un vehículo.
En el modo de electrolisis, cuando el sistema produce hidrógeno, el sistema es todavía más eficiente, alcanzando hasta un 70%. Como resultado, la planta piloto ya está operando de manera más eficiente que los electrolizadores existentes hasta ahora, que alcanzan entre el 60 y el 65%. En este sentido, Blum cree que todavía existe un gran potencial de mejora puesto que sistemas similares, pero no reversibles, especialmente optimizados para la electrolisis, logran eficiencias de hasta el 80%.
Los investigadores de Jülich están tratando de optimizar la eficiencia total del proceso, llamada "de ida y vuelta", que actualmente alcanza alrededor del 43%, para alcanzar valores de más del 50%.
