El Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) ha finalizado el proyecto Hedera con unos resultados que suponen un avance relevante para la producción de hidrógeno renovable. La iniciativa, financiada por Ivace+i y la Unión Europea a través del Programa Operativo Feder de la Comunitat Valenciana 2021–2027, ha permitido desarrollar y validar nuevos electrodos para electrolizadores PEM, así como modelos predictivos y herramientas de optimización que facilitan una operación más eficiente, flexible y duradera de estos equipos.

Hedera se ha centrado en uno de los principales cuellos de botella para la competitividad del hidrógeno verde como es la degradación acelerada de los electrolizadores cuando trabajan acoplados a fuentes renovables variables. Ya que en las renovables la generación sube y baja de forma constante y obliga a los equipos a operar con intensidades cambiantes.

“Buena parte de la viabilidad del hidrógeno renovable para aplicaciones como la movilidad pesada o determinados usos industriales se juega en el electrolizador. En Hedera hemos trabajado precisamente en esa ‘cara B’ de las renovables: cómo producir hidrógeno de forma flexible con sol y viento sin castigar la vida útil de los equipos ni disparar los costes de operación”, explica Alejandro Rubio, investigador principal del proyecto en el ITE.

Nuevos electrodos PEM y conocimiento sobre la degradación

En el ámbito de materiales, el proyecto ha culminado el desarrollo y validación de electrodos para electrólisis PEM, incluyendo la formulación de tintas catalíticas y su fabricación mediante técnicas de deposición tipo spray. Esta aproximación ha permitido obtener materiales con una homogeneidad adecuada y un comportamiento reproducible, aspectos clave para su futura escalabilidad industrial.

Los nuevos electrodos se han sometido a una caracterización físico química y electroquímica exhaustiva en condiciones representativas de operación, lo que ha permitido evaluar su rendimiento y compararlo con soluciones de referencia disponibles en el mercado.

Paralelamente, el proyecto ha identificado y analizado los principales mecanismos de degradación que afectan a los electrodos de electrólisis PEM bajo diferentes condiciones operativas, con especial énfasis en escenarios de operación vinculados a la integración de excedentes fotovoltaicos y eólicos. Este trabajo ha generado conocimiento relevante sobre cómo impactan las variaciones de intensidad y los perfiles de carga en el envejecimiento de los componentes.

Sobre la base de los datos experimentales generados en el laboratorio y en campañas de ensayo, el equipo del ITE ha desarrollado y validado un modelo predictivo de degradación de electrodos PEM que permite estimar el comportamiento del sistema en condiciones de operación representativas. Este modelo facilita anticipar el impacto de diferentes estrategias de operación sobre la vida útil del electrolizador y sobre el coste del hidrógeno producido.

Hedera ha incorporado además un algoritmo de optimización multicriterio para sistemas de producción de hidrógeno, que integra variables como la disponibilidad de energía renovable, la demanda, el almacenamiento y la degradación del electrolizador. Esta herramienta está orientada a apoyar la toma de decisiones en el diseño y gestión de plantas de electrólisis, buscando un equilibrio entre coste, flexibilidad y durabilidad.

Como paso adicional, el proyecto ha desarrollado un modelo digital de planta de electrólisis orientado a la simulación de escenarios y a la validación de estrategias de gestión energética. Este gemelo digital permite evaluar, de forma virtual, diferentes configuraciones de operación y estrategias de acoplamiento con renovables para reducir el coste del hidrógeno y optimizar la vida útil del sistema antes de trasladarlas a la planta real.

“Para que el hidrógeno sea una opción real en estos ámbitos no basta con tener vehículos y pilas de combustible eficientes. Es imprescindible que el kilo de hidrógeno renovable se produzca a un coste competitivo y con plantas capaces de trabajar día a día con el sol y el viento sin degradarse de forma prematura. Es justo ahí donde Hedera aporta valor: en traducir la complejidad electroquímica y operativa en reglas y herramientas prácticas para diseñar y gestionar mejor las plantas de electrólisis”, señalan desde el equipo del ITE.

Con expediente IMDEEA/2025/106, el proyecto Hedera ha sido financiado por Ivace+i y la Unión Europea dentro del Programa Operativo Feder de la Comunitat Valenciana 2021–2027.