INEEL y tecnologías de hidrógeno en la transición energética

La manufactura nacional de electrolizadores y celdas de combustible abre una oportunidad para reducir costos, fortalecer capacidades tecnológicas y posicionar a México en las nuevas cadenas de valor del hidrógeno. El INEEL desempeña un papel clave en este proceso.

El Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL) se ha consolidado como un referente nacional en el desarrollo de tecnologías de hidrógeno, aportando soluciones tecnológicas orientadas a la descarbonización del sector energético en México. Mediante investigación aplicada en electrólisis del agua y celdas de combustible, el instituto contribuye a generar alternativas viables para la producción y uso de hidrógeno renovable, alineadas con los objetivos de la transición energética y el desarrollo sostenible.

En este contexto, las tecnologías basadas en membranas de intercambio protónico (PEM, por sus siglas en inglés) —en particular los electrolizadores PEM, que producen hidrógeno a partir de electricidad renovable, y las celdas de combustible PEM, que convierten hidrógeno en electricidad— han adquirido un papel central por su alta densidad de potencia, rápida respuesta dinámica y compatibilidad con fuentes renovables intermitentes.

Figura 1. Tecnología modular de Electrólisis PEM para generación de hidrógeno limpio.

El INEEL ha analizado el hidrógeno como vector energético para reducir la dependencia de combustibles convencionales y habilitar nuevos esquemas de generación eléctrica y almacenamiento de energía. A nivel internacional, el hidrógeno renovable ya se integra en la producción de amoniaco, metanol y procesos de refinación, lo que refuerza su relevancia estratégica.

Para que México capitalice estas oportunidades, resulta clave desarrollar capacidades nacionales no solo para la adopción del hidrógeno en el sector industrial, sino también para la manufactura de electrolizadores y celdas de combustible. El país cuenta con una base industrial madura, capital humano especializado y experiencia en sectores electroquímicos y eléctricos, además de oportunidades derivadas del nearshoring, que permiten transitar hacia una mayor integración tecnológica local.

En el ámbito de la electrólisis, el INEEL ha diseñado y probado prototipos de electrolizadores PEM capaces de producir hidrógeno de alta pureza con eficiencias superiores al 80 % y configuraciones modulares escalables hasta el orden de los MW. En celdas de combustible, el instituto ha desarrollado prototipos con distintos enfoques tecnológicos, inicialmente orientados a electromovilidad y actualmente a aplicaciones de respaldo energético y gestión de demanda, donde su modularidad y rápida respuesta representan ventajas relevantes. Estas tecnologías se han evaluado para aplicaciones como refinerías, microrredes y sistemas aislados. Los análisis realizados indican que la manufactura local podría reducir de forma significativa el costo de capital, mejorando la competitividad frente a tecnologías importadas.

Ambas tecnologías comparten una arquitectura de tipo stack, integrada por celdas unitarias que incluyen membranas, catalizadores, capas de difusión de gas y placas bipolares. Sin embargo, presentan diferencias en materiales, condiciones de operación y requerimientos de durabilidad, con implicaciones directas en los procesos de manufactura y escalamiento industrial.

De forma complementaria, el INEEL impulsa el desarrollo de tecnologías basadas en membranas de intercambio aniónico (AEM), con el objetivo de reducir costos mediante el uso de materiales menos críticos. Aunque estas tecnologías aún se encuentran en fases tempranas de desarrollo, representan una alternativa con potencial a mediano plazo.

Figura 2. Prototipos de celdas de combustible PEM y AEM desarrolladas en el INEEL.

México dispone de capacidades científicas, tecnológicas e industriales relevantes para avanzar en la manufactura nacional de tecnologías de hidrógeno, particularmente en el diseño de sistemas, ensamble de componentes, pruebas de desempeño y fabricación de partes metálicas y auxiliares. Persisten, no obstante, retos asociados a la producción local de materiales estratégicos como membranas y catalizadores, lo que sugiere la conveniencia de una estrategia gradual y focalizada.

“México dispone de capacidades científicas, tecnológicas e industriales relevantes para avanzar en la manufactura nacional de tecnologías de hidrógeno”.

La manufactura nacional de electrolizadores y celdas de combustible PEM representa una oportunidad estratégica para fortalecer la competitividad tecnológica del país, capturar mayor valor económico y generar empleo calificado. La articulación entre capacidades de investigación, industria y financiamiento será clave para transformar el potencial existente en una industria nacional de hidrógeno con impacto sostenible.

Figura 3. Esquema de sistema de producción de hidrógeno renovable a partir de agua y energía solar fotovoltaica.

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