La tecnología de electrólisis del agua transforma el agua de mar en hidrógeno verde

En 2010, Brian Gilman, director creativo de Nueva York, decidió explorar la electrólisis del agua. "Nací con un caso grave de asma que a lo largo de los años había dañado gran parte de mi capacidad pulmonar debido a la calidad del aire", explicó. En ese momento, Gilman estaba interesado en la parte de la electrólisis del agua que produce oxígeno.

Spencer Teplin, amigo de mucho tiempo de Gilman, desarrolló una flota de autos de biodiesel alimentados con aceite vegetal usado de restaurantes locales. Juntos, discutieron los beneficios de la energía limpia y la producción de oxígeno producida por la electrólisis del agua. Gilman y Teplin formaron Gilman Industries LLC en 2011, después de que un colega en la industria de los electrolizadores pensara que sus ideas tenían mérito.

En octubre de 2011, después de generar muchas iteraciones, Gilman y Teplin crearon su primer electrolizador de membrana electrolítica de polímero (PEM) basado en un diseño tradicional. Rápidamente se dieron cuenta de que esta tecnología de electrólisis del agua era costosa, difícil de hacer funcionar y difícil de mantener, y necesitaba presiones perfectas y agua desionizada.

Su amigo, el Dr. Katsuhiko Hirose, dijo: "El electrolizador común se construye más como una casa y menos como un electrodoméstico".

Gilman y Teplin volvieron a la mesa de dibujo y diseñaron un nuevo electrolizador basado en tres principios.

El primer paso fue utilizar aguas comunes, como agua del grifo, aguas residuales y, lo que es más importante, agua de mar, que tiene exponencialmente más microsiemens que el agua desionizada.

Luego, en lugar de usar metales exóticos como platino e iridio, Gilman y Teplin usaron polímeros electroconductores para reducir el ensuciamiento y la oxidación. Su investigación los condujo a un polímero único con longevidad, que reemplazó a los electrodos de platino y los sobrevivió 13 veces. Hicieron que su fabricante de polímeros adaptara una versión para su electrolizador.

Gilman recordó: "Las pruebas rudimentarias nos impresionaron por su capacidad para electrolizar múltiples fuentes de agua sin ensuciarse. Usamos un polímero similar para nuestra tecnología de separación. Descubrimos que era recuperable y reciclable. Debido a que el polímero se puede alterar, cualquier innovación puede usar la misma inyección moldes".

El principio final es que la mayor parte de Evolve™ es moldeable por inyección; producir una unidad desde el moldeado hasta el ensamblaje, en solo dos horas. En contraste con los electrolizadores PEM metálicos producidos por CNC, el costo de producción de Evolve disminuye con cada generación y no parece tener un piso en cuanto a cuán económicamente se puede producir.

Gilman explicó: "Estamos produciendo un electrolizador inoxidable liviano y económico que puede fabricarse rápidamente, colocarse en entornos que los electrolizadores comunes no se atreven a pisar, prefiere el agua dura y puede encenderse, alejarse y olvidarse durante meses, como cualquier electrodoméstico respetable. Naturalmente, registramos este electrolizador Evolve".

Este enfoque único culminó con la patente de Evolve (n.° de patente US 9476133) en 2014 con 81 reivindicaciones nobles y patentes completas concedidas en nueve países entre mayo de 2016 y 2020. Evolve está protegido en 44 países.

Las partes activas de Evolve son:

Todas las partes se pueden agrupar para que una pluralidad se pueda convertir en una sola parte.

El modelo Evolve 1.0 que contiene 37 celdas está hecho con siete partes, formando una unidad de 300 mm de alto por 200 mm de diámetro. Esto se puede ensamblar en 45 minutos, con algunas piezas fabricadas en menos de un minuto.

En 2020, los miembros de la junta de Gilman Industries decidieron que la LLC era limitada. Dado que el interés era global, tenía más sentido formar una C-corp de Delaware. Por ello, el 12 de diciembre de 2020, los fundadores de Gilman Industries crearon Evolve Hydrogen Inc. (EHI), dedicada a la comercialización de Evolve.

Gilman dijo: "Nuestra declaración de misión está en nuestro nombre. Tenemos la intención de darle a la industria del hidrógeno verde una oportunidad de luchar para revolucionar la energía limpia asequible y el hidrógeno a granel para las muchas industrias que ya lo utilizan".

EHI tiene dos empresas subsidiarias, Evolve Hydrogen Ltd., en Glasgow, Escocia, y Evolve Hydrogen Canada, en Calgary.

EHI ha establecido conexiones con grupos que esperan crear electrolizadores más confiables y de fabricación más rápida. También tienen conexiones en la industria del amoníaco (el 50% de todo el hidrógeno consumido es para la síntesis de amoníaco), petróleo y gas, acero, plásticos, vidrio, metanol, minería, litio, energía eólica marina, celdas de combustible, redes eléctricas, biomasa, transporte marítimo, y grupos de transporte masivo. Todos están ansiosos por ver a Evolve disponible comercialmente, y algunos están considerando realizar pedidos anticipados.

Varios grupos en Long Island, Nueva York, ven a Evolve como una solución a los problemas sociales, especialmente el crecimiento equitativo del empleo en la industria de la energía renovable. Uno de esos grupos es el Consejo de Oficios de Construcción y Construcción de Nassau y el condado de Suffolk, dirigido por Matty Aracich. La producción local puede satisfacer la necesidad de equipos de hidrógeno a granel, creando miles de empleos sindicales en la fabricación e instalación de la línea de productos Evolve.

Aunque Evolve se puede fabricar en masa mediante automatización, se puede ensamblar manualmente con solo una llave dinamométrica, lo que lo convierte en un buen candidato para la producción por parte de trabajadores de diversos niveles de habilidad (como discapacitados, comunidades desatendidas y veteranos). EHI ha establecido conexiones con varias naciones indígenas en América del Norte interesadas en la fabricación, ensamblaje y venta de Evolve.

Por cada kilogramo de hidrógeno que produce Evolve, también produce 8 kg de oxígeno (O2). Esto se puede utilizar en aplicaciones municipales, como la descomposición de sólidos en plantas de tratamiento de residuos en un tercio del tiempo con menos olor. Los grupos ecologistas están interesados ​​porque el O2 se puede dispersar en los ríos para dar a la biota marina una ventaja frente a los contaminantes de la escorrentía superficial.

Al desarrollar Evolve, los directores insistieron en crear un dispositivo sostenible y respetuoso con el medio ambiente. La reciclabilidad al final de la vida es una consideración importante. Su polímero actual se puede recuperar y reciclar hasta tres veces antes de que deban agregar un nuevo polímero a la mezcla.

La guerra en Ucrania obligó a Europa y gran parte del mundo a reducir el consumo de energía extranjera inestable. Muchos gobiernos están buscando soluciones con la energía eólica marina, pero las limitaciones de la red existente requieren un almacenamiento a largo plazo que las baterías no pueden proporcionar. El hidrógeno verde es la solución de almacenamiento a largo plazo que busca y está desarrollando la industria eólica marina. Incluso en los EE. UU., el hidrógeno está en el radar de todos.

Evolve está en la lista de vigilancia de personas destacadas después de haber sido seleccionado como ganador del Premio de Incubadora de Inyección de Hidrógeno del DOE en 2022. El apoyo público de EHI incluye una declaración del Senador Charles Schumer a la Secretaria de Energía de los EE. Gigafábricas de hidrógeno. EHI se siente alentado por el apoyo de la administración actual al hidrógeno verde.

EHI está asegurando empresas conjuntas para proporcionar soluciones completas de generación, almacenamiento y transporte de hidrógeno. Se esperan noticias emocionantes en el primer trimestre de 2023.

Para obtener más información, comuníquese con Evolve Hydrogen Inc.Brian Gilman: [email protected] Teplin: [email protected]

Como grupo nuevo, Evolve busca financiamiento para desarrollar un producto listo para el mercado en 18 a 24 meses.

Tenga en cuenta que este artículo también aparecerá en la decimotercera edición de nuestra publicación trimestral.

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