Desarrollo e Investigación de Pilas de Combustible de Óxido Sólido

El proyecto SOFC4GreenGrID se ha centrado particularmente en el desarrollo e integración de pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) para la alimentación de microrredes basadas en hidrógeno verde. Estas celdas de energía verde han demostrado ser una fuente de energía segura, fiable y eficiente.

Pilas de Combustible de Óxido Sólido

Las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) tienen como componente principal un electrolito sólido a base de óxido. Estas pueden trabajar a temperaturas entre 800-1000°C, y han mostrado gran versatilidad en el uso de combustibles entre los que destacan hidrógeno y los hidrocarburos. Las pilas de combustible de óxido sólido pueden categorizarse según sus componentes en pilas de combustible poliméricas (PEMFC), alcalinas (AFC), carbonatos fundidos (MCFC), óxido sólido (SOFC), y ácidos fosfóricos (PAFC). La etapa de generación de electricidad en estas celdas se basa fundamentalmente en los electrodos de ánodo y cátodo.

Desarrollo de Cogeneración Basado en Pilas de Combustible

El proyecto SOFC4GreenGrID se enmarca en la misión de reforzar capacidades tecnológicas para la autonomía energética sostenible (fusión, hidrógeno y renovables). Está basado en la investigación y desarrollo industrial de tecnologías de almacenamiento de energía verde, específicamente en las pilas de combustible de óxido sólido (en adelante, SOFC) que permiten transformar la energía química del hidrógeno verde en eléctrica.

Las tareas que plantea SOFC4GreenGrID permiten aplicar tecnologías innovadoras (hidrógeno verde, sistemas SOFC) e integrarlas de manera eficiente para el desarrollo de un nuevo sistema SOFC de hasta 50 kW para la reconversión de hidrógeno verde a electricidad, de manera eficiente, ecológica, sostenible y altamente innovadora. Tendrá un efecto altamente positivo en la competitividad, eficiencia y reducción del impacto ambiental tanto de las empresas que forman el consorcio, como de una gran variedad de sectores productivos.

Los resultados de SOFC4GreenGrID serán la base para nuevas investigaciones en tecnologías orientadas hacia desarrollos que supongan una mejora en la autonomía energética sostenible en general y, de manera más concreta, para la tecnología de pilas SOFC y similares (e.g. electrolizadores de alta temperatura tipo SOEC).

Esto supone una gran ventaja no sólo para las empresas que desarrollan estas tecnologías, sino una mejora a nivel transversal para todas las empresas que será usuarios finales de las mismas de cara a llevar a cabo proyectos de una manera más sostenible.

Se trata por tanto de un proyecto estratégico en cooperación entre 'PYMES' que pretende desarrollar un proyecto de referencia en el sector que defina las bases y los requisitos de aplicación para este tipo de productos.

Contribución al Proyecto

El consorcio está formado por una mediana empresa y tres pequeñas empresas con amplia experiencia para llevar a cabo las actividades del proyecto, por lo que se encuentra equilibrado.

El proyecto está liderado por INGENIERÍA Y DISEÑO ESTRUCTURAL AVANZADO, SL (IDEA), especializada en BIM en sectores industrial, Oil & Gas, Minería, Energético y Arquitectónico.

REGENERA LEVANTE, SL (REGENERA), dedicada al desarrollo de soluciones integrales para aumentar la eficiencia energética de las instalaciones.

REGENERA LEVANTE, SL (REGENERA) is dedicated to the development of comprehensive solutions to increase energy efficiency in installations.

Y finalmente GREEN GROUPING ENERGÍA S.L. (GGE) siendo su actividad principal las energías renovables, tecnologías de hidrógeno y las pilas de combustible.

Adicionalmente, se cuenta con la participación de Organismos de Investigación, Centros Tecnológicos y Universidades, que serán clave para llegar al grado de innovación planteado en el proyecto.

Las entidades en cuestión propuestas son: Centro Nacional De Energías Renovables (CENER). Universidad Complutense de Madrid (UCM). Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón-CSIC (INMA-CSIC) y la Universidad CEU San Pablo (CEU).

En este sentido, los integrantes del proyecto van a realizar investigaciones en materiales y métodos de fabricación innovadores. Los materiales se basarán en elementos abundantes en la naturaleza que supongan una reducción sustancial de los costes de producción. Así como desarrollo de nuevos diseños y ensamblado de prototipos comercializables de sistemas SOFC, que se beneficien de las investigaciones anteriores para conseguir una eficiencia eléctrica excepcional.

Esto posibilitará la comercialización futura a gran escala de un dispositivo innovador para la producción de electricidad limpia a partir de hidrógeno verde. Tendrá un gran impacto transversal en la sostenibilidad e innovación de todas las industrias, que serán las usuarios finales en el uso del hidrógeno. Así como una mejora sustancial en la cadena de valor industrial del hidrógeno verde y su potencial energético.

Celdas de Combustible y su Importancia

Las celdas de combustible son una fuente de energía limpia que resultan significativamente más eficientes que otros sistemas de combustión. Su aplicación abarca desde la generación de electricidad doméstica para microrredes, hasta sistemas de transporte como automóviles y vehículos aéreos. Esto se debe a la disponibilidad de combustibles autónomos, por encima de los combustibles fósiles, lo que asegura una disminución de las emisiones de productos contaminantes y un ahorro significativo de energía.

Concluciones

El proyecto SOFC4GreenGrID es un esfuerzo significativo en el desarrollo de sistemas verdes y sostenibles al trabajar con una tecnología limpia. Está contribuyendo significativamente al descenso de emisiones de productos contaminantes, y permitiendo la inclusión de energías limpias y renovables al mercado energético. Todo esto basado en el desarrollo de una tecnología tan limpia y libre de emisiones como son las pilas de combustible de óxido sólido.Todo lo anterior, supondrá la apertura hacia un nuevo mercado centrado en el hidrógeno verde, y las pilas SOFC como alternativas viables encaminadas al incremento de eficiencia energética con bajo impacto medioambiental. Además de incrementar la competitividad de las empresas, tanto a nivel técnico como económico.El desarrollo de los objetivos planteados se llevará a cabo a través de dos actividades de Investigación Industrial. Una de ellas centrada en el desarrollo de materiales innovadores. La otra en la investigación de mejoras sustanciales de las prestaciones de celdas y stacks SOFC. Cuya tecnología está despegando a nivel mundial y no existe ninguna empresa que la comercialice en España.Los desarrollos en dichas áreas tecnológicas se integrarán en tres actividades de Desarrollo Experimental. Están centradas en el diseño, prototipado, integración y la validación experimental (TRL5- 6) en un entorno relevante de la industria productiva, demostrando la aplicabilidad y capacidad de explotación de los mismos.SOFC4GreenGrID tiene previsto su inicio el 1 de octubre de 2022, con una duración estimada de 27 meses, hasta el 31 de diciembre de 2024. El presupuesto asciende a un total de 2.835.691 €.

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