Objetivos
MOTIVACIÓN
El proyecto SOLENER-CM se orienta al desarrollo e integración de tecnologías energéticas avanzadas para mejorar la gestión y la independencia energética en la Comunidad de Madrid. La metodología combina investigación fundamental en materiales con su aplicación en dispositivos funcionales, abarcando desde sistemas de almacenamiento electroquímico hasta soluciones para la producción y reutilización de hidrógeno. El enfoque se articula en torno a cuatro objetivos científico-técnicos, distribuidos en tres bloques principales: (i) integración de renovables con sistemas de almacenamiento, (ii) desarrollo de tecnologías de producción de hidrógeno y pilas de combustible, y (iii) nuevas baterías de post-Li-ion.
En este contexto, resulta especialmente relevante el estudio de la combinación de sistemas de almacenamiento y gestión energética con los parques renovables, dado que estas infraestructuras permiten estabilizar el vertido de electricidad a la red y evitar picos de intermitencia que comprometen la seguridad del suministro. La ausencia de mecanismos de almacenamiento eficaces puede derivar en desequilibrios de frecuencia y tensión que, en casos extremos, desembocan en apagones generalizados, como el que se produjo en España en 2025 y que sí se ha registrado en otros países europeos y americanos en los últimos años. La incorporación de soluciones de almacenamiento avanzado, no solo incrementa la resiliencia del sistema eléctrico, sino que también contribuye a reducir la dependencia de plantas fósiles de respaldo y a garantizar un suministro más limpio, seguro y estable para los usuarios finales.
OBJETIVOS
Objetivo 1. Integración de sistemas de almacenamiento en un caso de estudio madrileño
Se plantea un análisis comparativo de tres escenarios de generación eléctrica basados en un parque renovable solar y eólico.
- Escenario 1: Combinación con grupos electrógenos diésel de respaldo.
- Escenario 2: Integración con baterías avanzadas de ion litio.
- Escenario 3: Integración con sistemas de almacenamiento innovadores desarrollados en SOLENER-CM (baterías post-Li-ion y electrolizadores/pilas de combustible de hidrógeno).
El estudio permitirá estimar el coste real de la electricidad percibido por el usuario y evaluar el impacto ambiental de cada escenario mediante análisis de ciclo de vida. Con ello se obtendrá una visión clara de la viabilidad técnica y económica de un sistema 100% renovable sin respaldo fósil en la Comunidad de Madrid.
Objetivo 2. Nuevas pilas de combustible y pilas reversibles
En este bloque se desarrollan nuevos componentes para pilas de combustible de baja temperatura, con especial énfasis en el ensamblaje membrana-electrodo (MEA) y en la optimización de membranas y capas catalíticas. Se abordará tanto el funcionamiento en condiciones ácidas (PEMFC) como alcalinas (AEMFC), y se explorará el uso de configuraciones reversibles capaces de generar electricidad e hidrógeno en un mismo dispositivo. Los mejores desarrollos se integrarán en un prototipo de pila de hasta 1 kW de potencia alimentada con hidrógeno y aire ambiental, validando su rendimiento en condiciones de operación realistas.
Objetivo 3. Producción de hidrógeno por electrólisis con recursos alternativos
Se investigarán nuevos electrocatalizadores y electrolitos sostenibles basados en materiales abundantes y de bajo coste, evitando la dependencia de metales nobles. Los electrolizadores estarán diseñados para operar con recursos hídricos no convencionales, como aguas residuales o agua de mar, ampliando así las posibilidades de producción de hidrógeno en escenarios de escasez de agua dulce. El desarrollo incluirá electrolitos poliméricos e híbridos, nuevos métodos de deposición catalítica y la integración de membranas y separadores. El objetivo final es ensamblar una celda de electrólisis funcional que combine los componentes más prometedores y aporte mayor eficiencia y sostenibilidad.
Objetivo 4. Desarrollo de baterías post-Li-ion
El último bloque se centra en el diseño y ensamblaje de un prototipo de batería avanzada de nueva generación, que integre los desarrollos obtenidos en el proyecto. Se investigarán cátodos basados en polímeros redox, compuestos polianiónicos o redes metal-orgánicas, junto con ánodos alternativos y electrolitos de naturaleza cerámica o híbrida. El objetivo es superar las limitaciones actuales de las baterías de ion litio en términos de seguridad, sostenibilidad y densidad energética, abriendo el camino a sistemas de almacenamiento más accesibles y resistentes.
Un aspecto central de SOLENER-CM es la evaluación de qué tecnologías de almacenamiento son más adecuadas para integrarse con la generación renovable y aportar estabilidad al sistema eléctrico. La elección del tipo de batería resulta clave, ya que cada tecnología presenta ventajas y limitaciones en términos de densidad energética, eficiencia, vida útil, coste y sostenibilidad ambiental. Analizar comparativamente estas opciones permitirá determinar las soluciones más eficaces para garantizar un suministro eléctrico estable y predecible, incluso frente a la variabilidad inherente de la energía eólica y solar. De este modo, el proyecto contribuirá a diseñar un sistema eléctrico más robusto, competitivo y respetuoso con el medio ambiente, alineado con los Objetivos de Desarrollo Sostenible.
OBJETIVO GENERAL
En resumen, SOLENER-CM no persigue una única tecnología “ganadora”, sino la integración de soluciones complementarias que combinen sistemas de almacenamiento en baterías con tecnologías basadas en hidrógeno, como electrolizadores y pilas de combustible. El objetivo es desarrollar materiales avanzados, procesos escalables y arquitecturas de celda más eficientes que permitan acoplar de forma fiable estas tecnologías a la generación eólica y solar, asegurando así un suministro eléctrico estable, flexible y competitivo.
El proyecto SOLENER-CM se ha concebido como una iniciativa en la que los distintos objetivos no funcionan de manera aislada, sino como piezas de un engranaje perfectamente coordinado.
La figura ilustra precisamente esta interconexión: mientras los objetivos 2, 3 y 4 desarrollan en paralelo nuevos materiales, componentes y dispositivos, el objetivo 1 recoge estos avances y los transforma en conocimiento aplicable a gran escala. De este modo, el proyecto no solo persigue resolver retos puntuales en cada tecnología, sino ofrecer una visión integradora que permita su combinación óptima en un sistema energético híbrido. Esta integración es la que finalmente hará posible una isla energética más eficiente, capaz de gestionar la intermitencia de las renovables y de proporcionar electricidad de manera estable, segura y a menor coste.
