Reducción de costos en la producción de hidrógeno: cómo los electrolizadores alcalinos ofrecen una solución Introducción

A medida que el mundo avanza hacia la energía limpia, el hidrógeno verde —producido con electricidad renovable— se ha convertido en un actor clave en la descarbonización de industrias como el transporte, el acero y la química. Sin embargo, un importante obstáculo para su adopción generalizada son los elevados costes de producción. Entre las tecnologías de electrólisis disponibles, los electrolizadores alcalinos (ALK) representan una vía prometedora para la reducción de costes.

En este blog, exploramos:

¿Por qué es necesario reducir los costes de producción del hidrógeno?

Cómo funcionan los electrolizadores alcalinos y sus ventajas de coste

Avances recientes que hacen que ALK sea más competitivo

Las perspectivas futuras del hidrógeno verde asequible

El desafío: los altos costos de Hidrógeno verde

Actualmente, la mayor parte del hidrógeno se produce a partir de combustibles fósiles (hidrógeno gris), que es económico pero emite CO₂. El hidrógeno verde, producido mediante electrólisis del agua con energías renovables, es limpio pero costoso debido a:

Los altos costos de la electricidad (si no provienen de excedentes de energías renovables)

Gastos de capital de los electrolizadores

Pérdidas de mantenimiento y eficiencia

Para que el hidrógeno verde pueda competir, los costos de los electrolizadores deben disminuir significativamente, y los electrolizadores alcalinos están liderando el cambio.

Por qué Electrolizadores alcalinos (ALK)?

Los electrolizadores alcalinos son una de las tecnologías de electrólisis más antiguas y desarrolladas. En comparación con alternativas como las membranas de intercambio de protones (PEM) y las celdas de electrólisis de óxido sólido (SOEC), ALK ofrece:

1. Menores costos de capital

Sin materiales costosos: a diferencia de los electrolizadores PEM, que requieren platino y titanio, ALK utiliza electrodos a base de níquel y electrolitos alcalinos líquidos (KOH o NaOH), lo que reduce los costos de material.

Construcción más sencilla: ALK funciona a presiones y temperaturas más bajas, evitando componentes costosos de alto rendimiento.

2. Mayor vida útil y durabilidad

Fiabilidad comprobada: los sistemas ALK a menudo superan las 60.000 a 100.000 horas de funcionamiento con un mantenimiento adecuado.

Menor sensibilidad a las impurezas: a diferencia del PEM, ALK tolera mejor las variaciones en la calidad del agua, lo que reduce los costos de pretratamiento.

3. Escalabilidad para uso industrial

Producción de hidrógeno a gran escala: los sistemas ALK ya se utilizan en plantas de amoníaco y refinerías, beneficiándose de economías de escala.

Compatibilidad con energías renovables intermitentes: mientras que PEM responde más rápido a la energía variable, los diseños ALK más nuevos están mejorando la flexibilidad.

Innovaciones recientes que reducen los costos

Si bien ALK tradicionalmente ha quedado rezagado respecto de PEM en términos de eficiencia, los avances recientes están cerrando la brecha:

1. Materiales de electrodos avanzados

Los catalizadores de níquel nanoestructurados mejoran la eficiencia y reducen el consumo de energía.

Las tecnologías de recubrimiento mejoran la durabilidad y reducen los costos de reemplazo.

2. Operación dinámica para la integración de energías renovables

Los nuevos diseños de ALK permiten un rápido seguimiento de la carga, lo que los hace más adecuados para las fluctuaciones de la energía eólica y solar.

3. Ampliación de la escala de fabricación

La producción en masa de pilas ALK reduce los costos por unidad.

4. Sistemas híbridos (ALK + PEM)

Algunos proyectos combinan el bajo coste de ALK con la capacidad de respuesta de PEM, optimizando el rendimiento.

El futuro: ¿Puede ALK hacer que el hidrógeno verde sea asequible?

Con la I+D continua y el escalado, los electrolizadores alcalinos podrían ayudar a reducir el coste del hidrógeno verde, haciéndolo competitivo frente al hidrógeno de origen fósil. Las principales medidas incluyen:

✔ Más mejoras de eficiencia (orientadas a <45 kWh/kg H₂)

✔ Fabricación automatizada para reducir los costes de producción

✔ Integración con energía renovable barata (por ejemplo, exceso de energía solar o eólica)

Si bien los electrolizadores PEM suelen acaparar la atención por su alta eficiencia y flexibilidad, los electrolizadores alcalinos siguen siendo una alternativa rentable para la producción de hidrógeno verde a gran escala. Gracias a las innovaciones continuas, ALK podría desempeñar un papel crucial para que el hidrógeno limpio sea asequible, acelerando la transición hacia un futuro energético sin emisiones.