La guía definitiva para comprar y reciclar electrolizadores PEM

Al seleccionar un electrolizador PEM, evalúe exhaustivamente la eficiencia, el costo, la confiabilidad y el valor de recuperación de metales preciosos. Los compradores internacionales se centran principalmente en la eficiencia del consumo energético (normalmente inferior a 4,8 kWh/Nm³), la capacidad de producción de hidrógeno (que varía de varios metros cúbicos a cientos de metros cúbicos por hora), la vida útil del sistema (que suele superar las 60 000 horas) y la carga de iridio (que impacta directamente en el costo y el valor de recuperación). Un informe de la industria de 2025 indica que un electrolizador PEM en contenedor de 1 MW cuesta aproximadamente entre 1,2 y 1,8 millones de dólares, y los catalizadores de platino representan entre el 10 % y el 15 % del gasto total. Priorice la compra a fabricantes que proporcionen datos certificados de pruebas de estrés aceleradas para garantizar la durabilidad en condiciones de funcionamiento dinámico. Para el reciclaje, los ánodos de titanio y las capas de catalizador gastados contienen los metales preciosos iridio y platino. La membrana de ácido perfluorosulfónico puede decaparse con CO₂ supercrítico (40 °C/25 MPa), seguido de una extracción selectiva de iridio mediante disolución electroquímica (0,5 M H₂SO₄ + 0,1 M Ce⁴⁺), logrando una recuperación de hasta el 97 %. Se recomienda colaborar con empresas especializadas en el reciclaje de metales preciosos , ya que ofrecen precios de recuperación relativamente más altos.

Última tecnología en electrolizadores PEM: Principio de funcionamiento

Los electrolizadores PEM electrolizan eficientemente el agua para producir hidrógeno a alta presión mediante una membrana de intercambio de protones (PEM). Las reacciones principales son: 

Reacción anódica (reacción de evolución de oxígeno, OER): 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ 

Reacción catódica (reacción de evolución de hidrógeno, HER): 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂ 

Reacción general: 2H₂O → 2H₂ + O₂ 

Los electrolizadores PEM utilizan membranas de ácido perfluorosulfónico (p. ej., Nafion®) como electrolitos, que presentan una alta conductividad protónica de 0,07–0,08 S/cm y permiten operar a altas densidades de corriente (1,0–2,2 A/cm²). El conjunto de membrana-electrodo (MEA) es el componente principal, con un catalizador de iridio (p. ej., IrO₂) en el ánodo para resistir el entorno altamente oxidativo, y un catalizador de platino en el cátodo para promover la evolución de hidrógeno . Los avances tecnológicos clave para 2025 incluyen: catalizadores con estructura de perovskita (p. ej., titanato de estroncio dopado con Ir), que reducen el uso de iridio en un 57 %, a la vez que multiplican por diez la actividad másica; membranas compuestas ultrafinas (p. ej., NH₂-MOF/polibencimidazol) que alcanzan una conductividad de 0,308 S/cm a 160 °C. Los electrolizadores PEM alcanzan eficiencias superiores al 85%, con respuesta de subsegundos a fluctuaciones de energía renovable, lo que los hace adecuados para la integración con energía eólica y solar.

Parámetros de rendimiento y comparación de precios de los principales fabricantes internacionales de electrolizadores PEM

A continuación se muestra una comparación de los parámetros clave de los principales fabricantes de electrolizadores PEM en América del Norte y Europa (datos basados en informes de mercado de 2025): 

Cummins (Accelera) destaca en la implementación a gran escala con más de 600 unidades instaladas a nivel mundial; su sistema de 35 MW impulsa la descarbonización industrial en Nueva York. ITM Power se especializa en la integración de energías renovables, ofreciendo una respuesta dinámica y rápida a pesar de un mayor consumo energético. El diseño contenedorizado de NEL simplifica la instalación para una rápida implementación. Siemens Energy presenta la carga de iridio más baja (0,25 g/kW), acercándose al objetivo del Departamento de Energía de EE. UU. para 2026 (0,1 g/kW), lo que la hace ideal para industrias con alta demanda de pureza. Consideraciones clave de compra: Un consumo energético inferior a 4,8 kWh/Nm³ reduce los costes operativos, mientras que la alta presión (>30 bar) minimiza los requisitos de compresión posteriores.

Descripción detallada de todos los componentes de metales preciosos reciclables en electrolizadores PEM

La recuperación de metales preciosos en electrolizadores PEM se dirige principalmente a la membrana de recubrimiento del catalizador (CCM) y a la capa de transporte porosa (PTL): 

1. Catalizador anódico: Utiliza iridio u óxido de iridio (IrO₂), típicamente cargado a 0,2-0,5 mg/cm². Tras la desactivación, el iridio puede extraerse mediante disolución electroquímica (0,5 M H₂SO₄ + 0,1 M Ce⁴⁺) con una tasa de recuperación del 97 %. El iridio recuperado presenta un sobrepotencial OER de tan solo 290 mV a 10 mA/cm², cercano al del material nuevo. 

2. Catalizador de cátodo: Las nanopartículas de platino (0,1-0,3 mg/cm²) se pueden recuperar mediante lixiviación ácida asistida por microondas (agua regia, 800 W), lo que reduce el consumo de ácido en un 40 %. 

3. Componentes a base de titanio: Las capas de transporte porosas y las placas bipolares recubiertas con metales preciosos (por ejemplo, TiN) permiten la recuperación de titanio a través de un tratamiento de nitruración, con un iridio residual valorado en aproximadamente $85/g (basado en el precio del iridio en 2025 de $150/g). 

La rentabilidad de la recuperación depende de la carga de iridio y de los mecanismos de degradación (p. ej., la delaminación del recubrimiento puede reducir la carga de iridio de 2 mg/cm² a 0,3 mg/cm²). Se recomienda la recuperación cada 60.000 horas o tras una disminución del 15 % en la eficiencia. Un solo electrolizador PEM de 1 MW genera un valor recuperable de entre 20.000 y 50.000 USD (con un contenido de 0,3-0,5 kg de iridio). Al seleccionar servicios de reciclaje de electrolizadores PEB, verifique su capacidad de purificación electroquímica y de CO₂ supercrítico para garantizar el uso de metales preciosos en circuito cerrado.