El proyecto SOFCOMPACT busca desarrollar un sistema innovador de conversión de hidrógeno verde en energía limpia, basado en pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) con materiales y componentes avanzados. Enmarcado en el Programa de incentivos 4 del IDAE, este proyecto propone un diseño disruptivo que mejora la eficiencia de las pilas de combustible, reduce el uso de materiales críticos como el cobalto (Co) y minimiza su degradación a largo plazo. Además, se desarrollará un sistema de al menos 50 kW de potencia para aplicaciones estacionarias de alta demanda, impulsando así la escalabilidad y competitividad de esta tecnología.

Para lograrlo, SOFCOMPACT se centrará en la investigación y desarrollo de celdas planares de gran tamaño con materiales cerámicos avanzados, libres de elementos críticos, y su integración en stacks modulares de hasta 5 kW. Se implementará un sistema inteligente de control basado en Inteligencia Artificial (IA) para la monitorización y diagnóstico del sistema SOFC. Finalmente, se llevará a cabo el prototipado y validación de un sistema de 50 kW, que será probado en entornos controlados (microrred experimental) y reales, asegurando su robustez, compacidad y eficiencia.

Por tanto, los principales retos a afrontar en este tipo de aplicación los podemos resumir como:

– Incremento de eficiencia de los sistemas SOFC.

– Disminución de la dependencia de los materiales críticos en la tecnología SOFC.

– Fabricación a mayor escala y tamaño de celda.

– Disminución de la degradación de sistemas SOFC a largo plazo.

– Desarrollo de diagnóstico de sistemas SOFC y modelos de degradación.

– Implementación de modelos de degradación en sistemas de control.

CENER tendrá un papel fundamental en el proyecto, participando en varios frentes clave de investigación y desarrollo. En el paquete de trabajo 1, colaborará en la producción de nuevas celdas planares robustas y de alta capacidad, incorporando materiales innovadores para mejorar su rendimiento y durabilidad. En el paquete de trabajo 2, liderará la investigación para la producción de stacks de elevada capacidad y larga vida útil, desarrollando modelos y simulaciones que optimicen la geometría del stack y la distribución de reactivos y corrientes, con el objetivo de mejorar su eficiencia y funcionamiento a largo plazo.  El resultado de dichas simulaciones le permitirá llevar a cabo el diseño y fabricación stacks robustos de al menos 2 kW, y la optimización de la densidad energética volumétrica y gravimétrica, con mejoras de hasta un 25% respecto a los dispositivos actuales. La caracterización de los stacks le permitirá obtener datos de rendimiento para crear modelos de comportamiento y una metodología propia para la investigación de las prestaciones de pilas de combustible.

Por último, CENER liderará la integración y validación del sistema SOFC en una microrred (entorno controlado). Esta fase permitirá evaluar el desempeño del sistema y validar su potencial para aplicaciones estacionarias de alta demanda, contribuyendo al desarrollo de tecnologías SOFC más eficientes y escalables.