Estudio del fenómeno de transporte de agua a través de la membrana de los electrolizadores PEM

Abstract

Este TFG lleva a cabo una investigación detallada sobre el fenómeno del transporte de agua en las membranas de los electrolizadores de membrana de intercambio de protones (PEM), fenómeno de gran relevancia para el rendimiento, la eficiencia y la durabilidad de los electrolizadores, tecnologías clave en la producción de hidrógeno verde. Se establece el marco conceptual del hidrógeno: evolución histórica, principales propiedades físico-químicas, papel en la transición energética, cadena de valor y perspectivas futuras. Se aborda el concepto de estado hídrico (disponibilidad y gestión de agua dulce en contextos de creciente demanda y escasez). Se analiza el estrés hídrico, con especial énfasis en las proyecciones futuras, y se estudia el impacto que podría tener la implantación del hidrógeno verde sobre los recursos hídricos: su potencial uso como vector energético y su rol en la sustitución de tecnologías contaminantes basadas en combustibles fósiles o hidrógeno gris. Se enuncian los principios generales de la electrólisis: funcionamiento básico de los electrolizadores PEM, componentes constructivos y relación directa con el consumo, gestión y transporte del agua en el sistema. Se incluye una revisión crítica de la literatura científica más relevante, centrada en los parámetros relacionados con el transporte de agua que presentan incertidumbre significativa. Se exponen los métodos empleados para la modelización de los parámetros identificados. Se describe el enfoque adoptado para simular el flujo de agua en la membrana y las técnicas para cuantificar y propagar la incertidumbre a lo largo del modelo. Se presentan los resultados obtenidos, las tendencias observadas y la incertidumbre de los resultados a los parámetros y se ofrecen las conclusiones. Se destacan las principales aportaciones del estudio en relación con el transporte de agua en electrolizadores PEM, sus implicaciones técnicas y ambientales y futuras líneas de investigación propuestas.