IREC impulsa la primera línea piloto mundial de celdas SOC cerámicas impresas en 3D para hidrógeno renovable

El Instituto de Investigación en Energía de Catalunya (IREC) ha puesto en marcha una nueva línea piloto de fabricación de dispositivos cerámicos mediante impresión 3D para la generación y uso de hidrógeno renovable. Este proceso de fabricación disruptivo y sin precedentes a escala mundial posiciona al IREC como pionero global en esta tecnología y representa un avance estratégico para la fabricación de tecnologías del hidrógeno en Catalunya.

La nueva línea piloto, presentada bajo la denominación MERCE LAB (Manufacturing Energy Ceramic Devices), se ha instalado gracias a la financiación de la empresa H2B2 en el marco del proyecto TECNOPROPIA —entre otros proyectos— y fabricará celdas de óxido sólido (SOC, Solid Oxide Cells) para pilas de combustible y electrolizadores a escala preindustrial.

MERCE LAB

En el contexto internacional, son muy pocos los actores capaces de fabricar este tipo de celdas, que destacan por su elevada eficiencia, superior a la de otras tecnologías. Gracias a la impresión 3D de cerámicas funcionales, MERCE LAB se convierte en el primer laboratorio del mundo en utilizar este método para producir celdas SOC.

La principal ventaja de la impresión 3D es que permite un diseño flexible, un menor consumo de materiales y una reducción drástica del peso y volumen del dispositivo final, lo que incrementa de forma notable la densidad energética de los sistemas resultantes. Este aumento de densidad energética convierte estos dispositivos en opciones especialmente atractivas para el transporte y para el almacenamiento de energía renovable mediante hidrógeno.

Se trata de una tecnología altamente innovadora y escalable, estructurada en varios bloques que abarcan desde la preparación de los componentes básicos hasta el apilamiento de las celdas y su validación final. Esta estructura modular favorecerá la transferencia tecnológica hacia empresas tanto nacionales como internacionales, y facilitará la creación de nuevos modelos de negocio orientados a acelerar la industrialización del hidrógeno renovable.

Una apuesta disruptiva en fabricación de tecnología SOC

Según Marc Torrell, responsable de MERCE LAB en el IREC, “Esta instalación nos posiciona como pioneros en la fabricación de tecnología SOC a nivel mundial”, y añade que “se trata de una apuesta disruptiva en los procesos de fabricación y en las prestaciones de dispositivos basados en cerámicas abriendo la puerta al desarrollo de nuevos sistemas SOC para aplicaciones a las que hasta ahora no podía cumplir con los requerimientos deseados, como el transporte marítimo o aéreo”.

Esta iniciativa forma parte de un Proyecto Importante de Interés Común Europeo (IPCEI) denominado TECNOPROPIA (con un presupuesto aproximado de 25 millones de euros), liderado y cofinanciado por H2B2 y apoyado con fondos Next Generation EU procedentes del PRTR. Paralelamente, el laboratorio se nutre de la financiación de proyectos internacionales en curso en el IREC, como CLEANHYPRO, HYP3D, COMECOCO2 y H2SHIFT. La inversión inicial prevista asciende a 2 millones de euros.

Primeros dispositivos y alianzas estratégicas

El IREC ya ha producido los primeros dispositivos completos este año y está estableciendo colaboraciones estratégicas con empresas del sector, tanto grandes corporaciones (H2B2, 3DCERAM, AMES, VIVER CLEAN TECH) como pymes tecnológicas (AESA, NANO4ENERGY, M-REFORMER), con el objetivo de acelerar el desarrollo y la comercialización de esta tecnología.

Esta iniciativa no solo facilitará la entrada del hidrógeno en el mercado estatal, sino que contribuirá a democratizar el acceso a tecnologías más limpias y sostenibles.

El IREC prevé además la creación de OXHYD ENERGY, una spin-off dedicada a la comercialización de pilas de combustible SOC, reforzando así la apuesta por el hidrógeno como elemento clave de la transición energética.

Características clave de la tecnología SOC y la línea piloto

Las tecnologías SOC ofrecen una doble funcionalidad, operando como pilas de combustible —generando electricidad a partir de hidrógeno— o como electrolizadores —produciendo hidrógeno para almacenar energía—. Basados en materiales cerámicos y operando a altas temperaturas, estos dispositivos permiten ahorrar hasta un 25% de la energía dedicada a la generación de hidrógeno, siendo mucho más eficientes que las celdas poliméricas actuales.

La capacidad de fabricación actual de MERCE LAB se estima en 2 MW/año y es fácilmente escalable, pudiendo multiplicar por cuatro la densidad de potencia respecto a tecnologías comerciales. El coste estimado de 800 €/kW permitiría reducir el precio del hidrógeno por debajo de los 4 €/kg.

Otra ventaja diferencial es el uso de materiales sostenibles, libres de cobalto, níquel, tierras raras y otras materias primas críticas. Esta característica representa una oportunidad de negocio estratégica, teniendo en cuenta que la demanda mundial prevista de electrolizadores y pilas de combustible para 2030 se sitúa en varios cientos de GW, muy por encima de la capacidad mundial actual.

Una línea piloto que cubre toda la cadena de valor

La línea piloto cubre toda la cadena de valor de la tecnología, estructurando el proceso en cinco grandes bloques:

i) preparación de tintas como materia prima;

ii) fabricación de las celdas, unidades básicas del dispositivo;

iii) producción de interconectores, esenciales para la integración del sistema;

iv) apilamiento de componentes;

v) validación final del dispositivo, garantizando su calidad y eficiencia antes de su uso.

Gracias a esta estructura integral, MERCE LAB se consolida como un centro pionero en fabricación cerámica avanzada, actuando como puente entre investigación e industria y acelerando la transición desde el desarrollo tecnológico hasta la industrialización a gran escala de soluciones SOC.