2.2.3. Termólisis y fotólisis

irradiación solar efectiva, aunque pueden ser diseñados para tener un funcionamiento mixto. • Mientras los electrolizadores son un ejemplo de un sistema electroquímico centralizado trabajando a muy alta densidad de corriente, los sistemas fotoelectroquímicos lo son de sistema electroquímico distribuido, compuesto por muchas celdas electroquímicas; tantas como celdas fotovoltaicas estén disponibles.

2.2.3. Termólisis y ciclos termoquímicos

En los procesos de fotólisis y fotocatálisis descritos anteriormente, la energía para romper la molécula de agua se obtiene mediante la absorción directa de fotones; sin embargo, en procesos termoquímicos la fuente de energía es térmica. De este modo, la energía vibracional obtenida por las altas temperaturas es suficiente para romper la molécula, transformando así la energía térmica en energía química. De este modo, el proceso de termólisis consiste en la disociación del agua en un solo paso, utilizando fuentes de calor con temperaturas superiores a 2.000° C.

H2O → ½ O2 + H2 T >2.000 °C

Para que la termólisis se lleve a cabo, se precisa alcanzar estas elevadas temperaturas sin desequilibrar el balance energético. Por ello, los procesos de termólisis se realizan principalmente en hornos solares ligados a

calor infraestructuras muy costosas, lo que dificulta obtener una previsión de costes competitivos de producción de hidrógeno.

De manera similar, hay procesos termoquímicos que consisten en reacciones químicas endotérmicas y exotérmicas cíclicas donde se aplica calor para la descomposición del agua en etapas diferenciadas. Los compuestos químicos utilizados en la reacción se reciclan, con excepción del agua, ya que ésta se descompone para obtener hidrógeno. Este proceso no requiere de catálisis para estimular las reacciones químicas individuales, como tampoco membranas para la separación de O2-H2. La temperatura requerida es inferior a la de los procesos de termólisis, siendo del orden de 300900° C. Sin embargo, estos ciclos termoquímicos reducen el rendimiento total del proceso debido a la irreversibilidad asociada a cada una de las etapas56 .

En la Figura 40 se resumen los procesos descritos en los últimos apartados, y la combinación de ambos, para la producción de hidrógeno utilizando como materia prima el agua.

56 R. Fernández Saavedra, Revisión Bibliográfi ca sobre la Producción de Hidrógeno Solar Mediante Ciclos Termoquímicos., Inf. Técnicos Ciemat. (2007) 1–16.