Un nuevo actor en la carrera por la energía del hidrógeno: ¿Por qué es tan popular la electrodiálisis de membrana bipolar (BPED)?

En el contexto de la transición energética global, la energía del hidrógeno está experimentando oportunidades de desarrollo sin precedentes. Desde las políticas hasta los mercados de capitales, el "hidrógeno verde" se ha convertido en una palabra de moda de uso frecuente. En la carrera por la tecnología de producción de hidrógeno, además de los bien conocidos electrólisis alcalina del agua (TEMOR), electrólisis de membrana de intercambio de protones (PEMEC), y electrolizador de óxido sólido (SOEC), una tecnología relativamente discreta pero muy prometedora está emergiendo silenciosamente—electrodiálisis de membrana bipolar (BPED).

I. ¿Qué es la electrodiálisis de membrana bipolar?

El componente central de la electrodiálisis de membrana bipolar es el conjunto de membranas. La disposición de las membranas bipolares con membranas de intercambio catiónico (CEM) convencionales y membranas de intercambio aniónico La pila de electrodiálisis de membrana bipolar (AEM) se compone de dos elementos en un orden específico. La membrana bipolar y la membrana de intercambio catiónico forman la cámara ácida, la membrana bipolar y la membrana de intercambio aniónico forman la cámara alcalina, y la membrana de intercambio catiónico y la membrana de intercambio aniónico forman la cámara de sal. La solución salina entra en la cámara de sal. Bajo la influencia de un campo eléctrico, los cationes migran a través de la membrana catiónica hacia el cátodo, y los aniones migran a través de la membrana aniónica hacia el ánodo. Los iones H⁺ generados por la membrana bipolar entran en la cámara ácida y se combinan con los aniones migrantes para formar ácido. Los iones OH⁻ generados por la membrana bipolar entran en la cámara alcalina y se combinan con los cationes migrantes para formar álcali. La concentración de sal en la cámara de sal disminuye continuamente, logrando finalmente la desalinización; las cámaras ácida y alcalina producen entonces ácido y álcali, respectivamente. Todo el proceso no requiere reactivos químicos, consumiendo únicamente electricidad y agua.

II. Dos funciones clave de BPED en el sector de la energía del hidrógeno

1. Preparación de la solución alcalina en la electrólisis alcalina del agua para la producción de hidrógeno.

En la electrólisis alcalina del agua para la producción de hidrógeno, el KOH se utiliza típicamente como electrolito. Tradicionalmente, estas soluciones alcalinas se preparan químicamente, lo que no solo consume mucha energía, sino que también presenta riesgos de seguridad durante el transporte y el almacenamiento. Sin embargo, BPED puede producir directamente KOH de alta pureza in situ a partir de soluciones salinas económicas como KCl, al tiempo que produce el ácido clorhídrico correspondiente como subproducto. Esto significa:

Reducción del transporte de productos químicos peligrosos: Sustituir los álcalis por sal mejora significativamente la seguridad;

Menores costes de materia prima: La sal es mucho más barata que el álcali acabado;

Preparación realizada in situ: acoplado al electrolizador, formando un sistema integrado de producción de hidrógeno.

2. Enlaces clave en la electrólisis PEM para la producción de hidrógeno

La electrólisis de membrana de intercambio de protones (PEM) es una de las tecnologías principales para la producción de hidrógeno verde a alta presión. Sin embargo, tiene requisitos extremadamente altos en cuanto a la calidad del agua, y el lado del ánodo necesita mantener un ambiente ácido para preservar la eficiencia de conducción de protones. En el sistema de producción de hidrógeno PEM, el BPED desempeña dos funciones clave:

Preparación de agua ultrapura: Mediante la desalinización BPED, los iones traza presentes en el agua pueden eliminarse eficazmente para producir agua ultrapura con una resistividad de 18,2 MΩ·cm;

Regeneración del ácido: Durante el funcionamiento, el ácido del ánodo del sistema PEM se contamina gradualmente con iones metálicos. La tecnología BPED permite eliminar selectivamente los cationes contaminantes, lo que posibilita el reciclaje del ácido y prolonga la vida útil del electrolizador.

III. Conclusión

La competencia en el sector de la energía de hidrógeno se centra principalmente en la eficiencia y el coste. La electrodiálisis de membrana bipolar (BPED), con su capacidad única de disociación del agua, ofrece nuevas vías tecnológicas en múltiples etapas de la producción de hidrógeno. No pretende sustituir las tecnologías convencionales existentes, sino que cubre las carencias de los métodos tradicionales, actuando como un complemento y un colaborador. Para los profesionales del sector, centrarse en la BPED no se trata de perseguir un concepto, sino de reconocer un enfoque de proceso más limpio, flexible e integrado. En esta etapa crucial de la transición de la industria de la energía de hidrógeno, que pasa de estar impulsada por políticas a estar impulsada por el mercado, toda tecnología que pueda reducir los costes totales del ciclo de vida merece una seria consideración.

Preguntas frecuentes:

1. ¿Quiénes somos?
Estamos ubicados en Anhui, China, operamos desde 2011 y vendemos a los mercados del sudeste asiático, América del Norte, Europa del Este y Asia Meridional.

2. ¿Se puede personalizar la potencia o el voltaje nominal?
Sí, personalizar los productos es aceptable.

3. ¿Puede su empresa proporcionar el sistema completo (pila de combustible, producción de hidrógeno, almacenamiento de hidrógeno, sistema de suministro de hidrógeno)?
Sí, podemos proporcionarle los accesorios necesarios.