El núcleo técnico de la transición energética es el electrolizador de hidrógeno. Es necesario destacar la tecnología de Membrana de Intercambio Protónico (PEM), porque es la que mejor se adapta a la variabilidad de la energía fotovoltaica. A diferencia de los electrolizadores alcalinos tradicionales, los sistemas PEM ofrecen una respuesta dinámica extremadamente rápida, permitiendo seguir las fluctuaciones de la irradiación solar sin comprometer la integridad estructural del equipo. En el ánodo de una celda PEM, el agua se disocia mediante la reacción de evolución de oxígeno: 2H2O ➡ O2 + 4H+ + 4e-
Los protones atraviesan la membrana polimérica sólida, mientras los electrones fluyen por el circuito externo impulsados por el potencial generado por los paneles fotovoltaicos, recombinándose en el cátodo para producir gas hidrógeno de alta pureza.
La eficiencia del sistema global está determinada por el acoplamiento de la curva de potencia del campo solar con la curva de polarización del electrolizador. Actualmente, la investigación se centra en la fotoelectrólisis directa. En esta técnica se integran materiales semiconductores directamente en el electrolito para captar fotones y realizar la disociación del agua en una sóla etapa. Así, se eliminan las pérdidas por cableado y conversión DC/AC/DC.
En cuanto a las aplicaciones de vanguardia, el hidrógeno producido por vía fotovoltaica está permitiendo nuevos productos. Un ejemplo destacado es el desarrollo del acero verde mediante la Reducción Directa del Hierro (DRI), sustituyendo al coque de carbón. Asimismo, se están implementando sistemas de almacenamiento estacional donde el hidrógeno se comprime a presiones de hasta 700 bar o se licúa a -253°C. Esto permite desplazar masivamente energía renovable entre estaciones climáticas, y garantiza la resiliencia de los sistemas eléctricos nacionales.
