Ingeniería en Materiales desarrolla equipo para evaluar celdas de combustibles de alta temperatura que trabajan con hidrógeno

Un importante avance en la ingeniería se gestó en el Grupo de Celdas de Combustibles del Departamento de Ingeniería de Materiales (DIMAT) de la Universidad de Concepción. Se trata del primer equipo diseñado y construido en Chile para evaluar celdas de combustible de alta temperatura que trabajan con hidrógeno.

El proyecto está encabezado por el ingeniero civil químico y experto en energías, Dr. Erwin Sepúlveda, quien lidera el desarrollo del primer banco de pruebas de celdas de combustibles de alta temperatura que opera con hidrógeno, un hito significativo en el ámbito nacional, y que se centra en la creación de un prototipo de celdas de óxido reversibles, único en su escala en el país.

“El impulso detrás de este proyecto proviene de la necesidad de escalar el proceso para aumentar la potencia del sistema, un paso crucial que hasta ahora no se había abordado integralmente en el país”, explicó Sepúlveda.

Esta iniciativa ha sido respaldada por el financiamiento otorgado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo  de Chile (ANID), a través de un proyecto FONDEF VIU, aporte que ha sido esencial para superar los considerables costos de materiales asociados con este proyecto.

Hito para las tecnologías sostenibles en Chile

Durante su tesis doctoral, desarrollada en el DIMAT, el Dr. Erwin Sepúlveda logró un avance significativo al desarrollar un electrolito basado en LaGaO3 mediante un método de síntesis rápido, permitiendo eficiencias notables en tiempo y energía en comparación con métodos convencionales.

El impulso detrás de este proyecto proviene de la necesidad de escalar el proceso para aumentar la potencia del sistema, un paso crucial que hasta ahora no se había abordado integralmente en el país.

De manera general, las celdas de óxido sólido ofrecen ventajas sustanciales sobre tecnologías competidoras como las celdas de intercambio de protones o celdas alcalinas. Una de ellas, es que, para cambiar de un modo de operación, por ejemplo, SOFC para generación de electricidad, a modo SOEC para obtención de hidrógeno, se requiere de modificaciones menores en el diseño, lo cual implica una ventaja económica. Por otro lado, la capacidad de operar a temperaturas elevadas ofrece la posibilidad de utilizar el calor para calefaccionar otros procesos, aumentando la eficiencia global del proceso.

En esta línea, el investigador ha logrado desarrollar un prototipo temprano de baja potencia, con el objetivo de generar electricidad a partir de hidrógeno en modo SOFC ( pila de combustible de óxido sólido) o producir hidrógeno verde a partir de electricidad renovable y vapor de agua.

Hi-Cell Chile SpA

Durante el último año, Erwin Sepúlveda ha llevado a cabo actividades de protección intelectual y una gira tecnológica en países como España y Dinamarca. La colaboración con investigadores del Centro de Investigaciones Energéticas y Ambientales (CIEMAT) y del Instituto de Nanomateriales de Aragón (INMA) demuestra la dimensión internacional de este proyecto.

Junto a tres ingenieros de la Universidad de Concepción, y colaboración de especialistas en innovación en ingeniería, el Dr. Sepúlveda creó Hi-Cell Chile SpA, empresa de investigación y desarrollo nacida en Concepción con el objetivo de desarrollar proyectos y consultorías en el ámbito energético y medioambiental.

La creación de esta empresa marca un hito importante en la trayectoria del experto, estableciendo una base científico-tecnológica para continuar desarrollando y perfeccionando esta tecnología innovadora. La reciente postulación a un fondo Startup Ciencia 2024 refleja la ambición de llevar el proyecto a una etapa piloto a escala, replicando condiciones reales de operación.

De la misma forma, el respaldo de Incuba, la Unidad de Propiedad Intelectual y del Laboratorio de Tecnologías Electroquímicas y Energías Verdes de la Universidad de Concepción, ha sido clave para alcanzar rápidamente los objetivos del proyecto.