La startup estadounidense HyWatts ha desarrollado la «Powerplant-in-a-Box» (marca registrada), una pila de combustible reversible HTPEM -membrana de intercambio de protones a alta temperatura- que realiza dos procesos electroquímicos en una sola célula: la misma célula funciona como electrolizador (produce hidrógeno a partir de electricidad) y como pila de combustible (genera electricidad a partir de hidrógeno). Por ello, puede funcionar como pila de combustible y, a la inversa, como electrolizador.
“La central eléctrica en una caja” de HyWatts es «una propuesta de suministro de energía renovable que no requiere inversiones para mejorar la infraestructura de redes», explica la empresa, que ha resultado ganadora en el concurso de innovación de Galp, concretamente, en la categoría de movilidad, en la que participa el Grupo BMW.
Ha llevado a cabo tres casos reales y calculado los costes: para una comunidad formada por 50 viviendas aisladas de la red alimentadas con microrredes, el suministro de energía se realiza a un precio detrás del contador de 0,12 $/kWh. HyWatts explica que 1 kg cubre las necesidades energéticas de un hogar estadounidense durante un día.
El segundo caso es un cargador de VE off-grid a partir de hidrógeno, pensado para zonas remotas sin acceso a la red. Se instalaron 16 MWp fotovoltaicos, con almacenamiento de energía para más de 5 días, energía para 30 cargadores de 350 kW, con 44 MWh / día y almacenamiento de 350 MWh (21 toneladas de hidrógeno) a un precio de 0,11 $/kWh (precio detrás del contador).
También se ha probado su uso como el suministro de hidrógeno como gas para procesos industriales, a un coste marginal de 2,38 $/kg.
La HTPEM utiliza una membrana dopada con ácido fosfórico que no necesita humidificación permanente, a diferencia de las membranas basadas en PFSA que se utilizan habitualmente. Esto permite eliminar los sistemas de humidificación y recirculación de reactivos necesarios para los sistemas LTPEM. También aumenta el rango de temperatura operativa, y pasa de 60-80°C para LTPEM a los 120-180°C para su sistema HTPEM. El rango operativo más amplio, junto con la tecnología patentada por la empresa de placas bipolares (BPP), permite la refrigeración directa por aire para sistemas de megavatios, lo que reduce el subsistema de generación de energía a solo la pila HTPEM y un ventilador de refrigeración. «Una ventaja adicional de nuestra tecnología HTPEM es el uso de materiales y tecnologías de fabricación baratos en la producción de pilas. Las BPP de acero inoxidable con revestimientos patentados pueden fabricarse utilizando las tecnologías más rentables y maduras disponibles: el estampado y el revestimiento galvánico», dice la empresa en el white paper técnico publicado este año, donde describe el sistema.
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