Electrólisis

Se denomina electrólisis al proceso químico que permite dividir un compuesto en sus distintos elementos mediante la aplicación de energía eléctrica. En concreto, la electrólisis del agua separa este compuesto en hidrógeno y oxígeno mediante la aplicación de una corriente continua, lo que hace que sea un recurso clave para la producción de energía limpia que combina a la perfección con el uso de placas solares fotovoltaicas.

¿Cómo funciona la electrólisis?

El proceso de electrólisis que se vincula a una instalación solar fotovoltaica se basa en reacciones de oxidación-reducción (redox) no espontáneas y requiere los siguientes elementos clave:

• Electrolito: es una sustancia disuelta en agua o fundida (como sales, ácidos o bases) que permite conducir la corriente eléctrica gracias a la presencia de iones libres.
• Electrodos: son dos barras o conductores metálicos conectados a una fuente de alimentación de corriente continua para hacer contacto directo y pueden ser:
  • Ánodos: es decir, conectados al polo positivo (+). Aquí los iones negativos (aniones) ceden electrones, oxidándose.
  • Cátodos: es decir, conectados al polo negativo (-). Aquí los iones positivos (cationes) captan electrones, reduciéndose.

Electrólisis en instalaciones fotovoltaicas

Estos son los pasos del proceso para la producción y aprovechamiento de hidrógeno verde en una instalación solar fotovoltaica:

• Recepción de la radiación solar: los paneles fotovoltaicos, formados por células fotoeléctricas o celdas solares, reciben la radiación solar y transforman la energía recibida en electricidad de corriente continua.
• Uso y generación de hidrógeno: una parte de la electricidad generada se utiliza para cubrir la demanda en tiempo real de los elementos eléctricos de la empresa. El excedente eléctrico se deriva a un electrolizador para producir hidrógeno verde mediante la electrólisis del agua, permitiendo almacenar dicha energía en forma de gas.
• Autoconsumo y respaldo energético: mediante una pila de combustible (el proceso inverso a la electrólisis), se vuelve a generar electricidad a partir del hidrógeno almacenado cuando los paneles no producen. Esto permite aprovechar al máximo el excedente solar, optimizar el autoconsumo de la empresa y reducir drásticamente la dependencia de la red eléctrica tradicional.

Principales aplicaciones de la electrólisis

La electrólisis se emplea con muchas finalidades distintas. Estas son las principales:

• Gases industriales: la electrólisis permite producir gases como hidrógeno y oxígeno de gran pureza, que se emplean en diversas industrias como la química y energética. El hidrógeno creado a partir de fuentes renovables (hidrógeno verde) representa, además, una de las grandes respuestas al desafío de la descarbonización del tejido empresarial.
• Industria metalúrgica: la electrólisis es un proceso imprescindible para extraer y purificar metales altamente reactivos —como el aluminio, el magnesio, el cobre o el sodio— a partir de sus minerales o sales fundidas. Es un proceso clave en la industria metalúrgica.
• Industria química: a partir de la electrólisis de salmuera (agua con alta concentración de sal) se fabrican compuestos esenciales como el cloro e hidróxido de sodio (también conocido como sosa cáustica), pilares básicos en ámbitos como el papelero, la producción de plásticos o el saneamiento de aguas.
• Sector de la estética: se utiliza como principio tecnológico fundamental en los tratamientos de depilación eléctrica definitiva.
• I+D: la electrólisis es un campo en constante desarrollo dentro de la investigación científica y tecnológica, enfocada muy especialmente en mejorar la eficiencia de los electrolizadores para abaratar los costes de la transición energética.