Cómo funciona un electrolizador alcalino, paso a paso

Por Hidrógeno Verde Israel · 24 de septiembre de 2026 · 7 min de lectura

Un electrolizador alcalino separa el agua en hidrógeno y oxígeno haciendo pasar corriente continua por celdas llenas de una solución alcalina: agua con hidróxido de potasio (KOH). En cada celda, el hidrógeno se forma en el electrodo negativo y el oxígeno en el positivo, y un separador mantiene los dos gases aparte. Después, el hidrógeno se lava, se seca y se lleva al quemador o al almacenamiento.

Las partes de un electrolizador alcalino

• Pila de celdas (stack): varias celdas conectadas en serie. Cada una tiene un cátodo, un ánodo y un separador entre ellos.
• Electrolito: agua con hidróxido de potasio. El KOH no se gasta; su trabajo es conducir la corriente dentro de la celda.
• Separador o membrana: una barrera porosa que deja pasar los iones pero no los gases. Así el hidrógeno y el oxígeno salen por caminos distintos.
• Fuente de potencia: convierte la corriente alterna de la red, o la energía de un sistema solar, en la corriente continua que necesitan las celdas.
• Separadores gas-líquido: recogen cada gas y devuelven el electrolito a las celdas.
• Sistemas de apoyo: tratamiento del agua, lavado y secado del gas, enfriamiento, sensores y tablero de control.

Qué pasa dentro de cada celda

Cuando se aplica corriente continua, en el cátodo las moléculas de agua reciben electrones: se forma hidrógeno gaseoso y quedan iones hidróxido (OH⁻). Esos iones atraviesan el separador hacia el ánodo, donde entregan sus electrones; ahí se forma oxígeno y se recupera agua. En fórmulas:

Cátodo (−):  2 H₂O + 2 e⁻  →  H₂ + 2 OH⁻
Ánodo (+):   2 OH⁻  →  ½ O₂ + H₂O + 2 e⁻
Total:       H₂O  →  H₂ + ½ O₂

La reacción total deja una proporción fija: por cada volumen de oxígeno salen dos volúmenes de hidrógeno. El electrolito sigue dando vueltas en el sistema; lo que se consume es el agua. En un electrolizador bien hecho, los dos gases no se juntan nunca: por eso lo que produce es hidrógeno, no la mezcla llamada HHO (ver hidrógeno puro o HHO).

¿Cuánta agua necesita un electrolizador?

La química lo fija. Una molécula de agua pesa 18 unidades y contiene 2 de hidrógeno, así que para producir 1 kg de hidrógeno se necesitan unos 9 kg de agua, es decir, cerca de 9 litros. Junto con ese kilo de hidrógeno salen unos 8 kg de oxígeno.

En la práctica se usa algo más de agua, porque primero se trata: se filtra y se le quitan las sales y minerales. El agua de la llave dejaría depósitos dentro de las celdas. Un ejemplo con números redondos: si un proceso necesita unos 61 kg de hidrógeno al mes, por química consumiría unos 550 litros de agua al mes, más lo que pida el tratamiento.

Eficiencia: el voltaje lo explica casi todo

Para romper la molécula de agua hace falta, como mínimo, 1,23 voltios por celda. Es el piso termodinámico: ningún electrolizador trabaja por debajo. Cerca de 1,48 V está el llamado voltaje termoneutro, en el que la celda ni necesita calor externo ni lo genera. En la práctica las celdas trabajan por encima de esos valores, porque parte de la energía se pierde al vencer la resistencia del electrolito, del separador y de las burbujas, y en las propias reacciones de los electrodos. Esa diferencia se convierte en calor, y por eso los equipos necesitan enfriamiento.

La eficiencia de un electrolizador se mide comparando la energía que queda guardada en el hidrógeno con la electricidad que consumió el equipo completo, incluyendo fuente de potencia, bombas y secado. Cuanto más cerca de 1,23 V trabajen las celdas, más eficiente es el equipo. Influyen el diseño y el material de los electrodos, la distancia entre ellos, la temperatura, la concentración del electrolito y la corriente por unidad de área: a más corriente, más producción, pero también más voltaje por celda.

Por eso una sola cifra de consumo dice poco si no se sabe en qué condiciones se midió. En nuestro caso, el ingeniero dimensiona el electrolizador con tu consumo real y te entrega la ficha técnica en la reunión.

Del gas húmedo al gas listo: lavado, secado y almacenamiento

El hidrógeno sale de las celdas húmedo y arrastrando gotas de electrolito. Antes de usarlo pasa por tres etapas:

1. Separación gas-líquido: el electrolito cae y vuelve al sistema.
2. Lavado: retiene los restos de KOH que quedaron en el gas.
3. Secado: por enfriamiento y condensación o con un material desecante. Un gas húmedo corroe las líneas y afecta la llama.

Después hay dos caminos. El primero es usarlo en el momento: la producción en sitio a baja presión lleva el hidrógeno al quemador a medida que se necesita y evita almacenar grandes volúmenes. El segundo es almacenarlo en cilindros Tipo IV, hechos de material compuesto con un recubrimiento interno de polímero, más livianos que los de acero y resistentes a la corrosión. El oxígeno se ventila de forma segura o se aprovecha aparte.

La seguridad se diseña con hechos: el hidrógeno es muy liviano y se dispersa hacia arriba; su rango de inflamabilidad en aire es amplio (del 4 al 75 %), por lo que se instalan ventilación, detectores y válvulas; y como su llama es casi invisible, se vigila con detección ultravioleta. Lo ampliamos en la guía ¿es seguro el hidrógeno industrial?

Alcalino vs PEM: diferencias sin letra pequeña

Las dos tecnologías de electrólisis más usadas son la alcalina y la PEM (membrana de intercambio de protones). A grandes rasgos:

Ninguna es “la mejor” en abstracto. La alcalina es robusta y usa materiales disponibles, lo que permite fabricarla y darle mantenimiento en el país. La PEM es compacta y sigue muy bien los cambios de potencia, pero depende de materiales más costosos y escasos. Con energía solar funcionan las dos; en el caso alcalino, el control de potencia se diseña para manejar la variación del sol y se define si hace falta respaldo de la red.

Hidrógeno Verde Israel diseña y fabrica en Medellín electrolizadores alcalinos: la familia modular Power Pack. Si quieres el panorama general antes de entrar en la técnica, empieza por qué es el hidrógeno verde; si ya estás pensando en un proyecto, lee cómo arrancar y qué incentivos existen en Colombia.