Οι αερομεταφορές είναι ένα ουσιαστικό μέρος της παγκόσμιας οικονομίας, αλλά είναι επίσης μια σημαντική πηγή βλαβερών αερίων του θερμοκηπίου. Ο πρώτος κινητήρας εκτόξευσης υδρογόνου θα μπορούσε να είναι ένα βήμα προς την επίλυση αυτού του προβλήματος.
Σε αντίθεση με τις χερσαίες μεταφορές, οι αυστηρές απαιτήσεις βάρους της αεροπορίας σημαίνουν ότι δεν μπορεί εύκολα να απανθρακωθεί χρησιμοποιώντας μπαταρίες. Παρά την τεράστια πρόοδο, η ενεργειακή πυκνότητα - ένα μέτρο της ποσότητας ισχύος που μπορείτε να συσκευάσετε ανά κιλό - των πιο προηγμένων κυψελών ιόντων λιθίου του σήμερα είναι ακόμα πολύ χαμηλότερη από αυτή των συμβατικών καύσιμα για τζετ.
Αυτό είναι ένα πρόβλημα για αεροσκάφος, επειδή σημαίνει ότι η προσθήκη περισσότερων μπαταριών για την ενίσχυση της εμβέλειας δεν παρέχει αρκετό επιπλέον χυμό για να ακυρώσει το επιπλέον βάρος των μπαταριών. Ενώ η τεχνολογία ιόντων λιθίου συνεχίζει να βελτιώνεται, ακόμη και στη θεωρητική μέγιστη χωρητικότητά της δεν θα παρέχει αρκετά υψηλές ενεργειακές πυκνότητες ακόμη και για πτήσεις μεσαίων αποστάσεωνs, και οι νέες χημικές μπαταρίες είναι ακόμη πολύ μακριά.
Γι' αυτό και υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για υδρογόνο ως πιθανό αεροπορικό καύσιμο. Ενώ εξακολουθεί να υπολείπεται της ενεργειακής πυκνότητας της κηροζίνης, έχει πολύ μεγαλύτερη διάτρηση από τις μπαταρίες και δεν παράγει εκπομπές όταν καίγεται.
Ωστόσο, δεν πρόκειται για απλή ανταλλαγή καυσίμων αεριωθουμένων, και το να πετούν αεροπλάνα με υδρογόνο θα απαιτήσει σημαντικούς επανασχεδιασμούς. Ωστόσο, η εταιρεία κατασκευής κινητήρων τζετ Rolls-Royce και η εμπορική αεροπορική εταιρεία easyJet έχουν κάνει τα πρώτα βήματα με την πρώτη δοκιμή εδάφους κινητήρα αεριωθουμένων που τροφοδοτείται από υδρογόνο.
"Η επιτυχία αυτής της δοκιμής υδρογόνου είναι ένα συναρπαστικό ορόσημο», δήλωσε ο Grazia Vittadini, επικεφαλής τεχνολογίας της Rolls-Royceαξιωματικός, είπε σε μια δήλωση. «Πιέζουμε τα όρια για να ανακαλύψουμε τις δυνατότητες μηδενικού άνθρακα του υδρογόνου, που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αναμόρφωση του μέλλοντος της πτήσης».
Η δοκιμή διεξήχθη με τη χρήση ενός μετασκευασμένου κινητήρα Rolls-Royce AE 2100 και υδρογόνου που παρήχθη με χρήση ανανεώσιμης παλιρροιακής ενέργειας από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Θαλάσσιας Ενέργειας στα νησιά Orkney στη Σκωτία.
Αυτή είναι μια σημαντική λεπτομέρεια, γιατί δεν δημιουργείται όλο το υδρογόνο ίσο. λεγόμενοΤο πράσινο υδρογόνο αναφέρεται στο καύσιμο που παράγεται από τη διάσπαση του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο χρησιμοποιώντας ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια. Όμως η πιο διαδεδομένη μορφή σήμερα είναι το γρay υδρογόνο, το οποίο παράγεται από ορυκτά καύσιμα και παράγει σημαντικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Οι εταιρείες χαιρέτησαν την σημαντική ανακάλυψη ως ένα σημαντικό βήμα προς την απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές στον τομέα των αερομεταφορών. Αλλά υπάρχει πολύς δρόμος για να διανυθεί έως ότου το υδρογόνο είναι πιθανό να τροφοδοτήσει έναν σημαντικό αριθμό αεροσκαφών. Για αρχή, η ανάφλεξη ενός κινητήρα σε μια επίγεια εξέδρα δοκιμών είναι μια πολύ διαφορετική πρότασηαυτός χρησιμοποιώντας το για να πετάξει ένα αεροπλάνο.
Ενώ η ενεργy η πυκνότητα του υδρογόνου είναι σίγουρα καλύτερη από τις μπαταρίες, ένα αεροσκάφος θα χρειαζόταν σχεδόν τέσσερις φορές περισσότερο υγρό υδρογόνο σε σύγκριση με το καύσιμο αεριωθουμένων για να πετάξει την ίδια απόσταση, σύμφωνα με την BBC.
Επιπλέον, το υγρό υδρογόνο πρέπει να ψύχεται στους -253 C και να διατηρείται υπό πίεση. Αυτό θα σήμαινε πολύ μεγαλύτερες και πιο περίπλοκες δεξαμενές καυσίμου και συστήματα για την παράδοση του υδρογόνου στους κινητήρες, κάτι που πιθανότατα θα απαιτούσε τον πλήρη επανασχεδιασμό των αεροπλάνων. Παρά αυτές τις προκλήσεις όμως, η easyJet είναι πεπεισμένη ότι το υδρογόνο είναι η πιο ρεαλιστική επιλογή για την απαλλαγή από τις ανθρακούχες αερομεταφορές.
«Ξεκινήσαμε πριν από μερικά χρόνια να εξετάζουμε τι θα μπορούσε να τροφοδοτήσει τα αεροσκάφη του μέλλοντος», είπε ο David Morgan, επικεφαλής επιχειρησιακός διευθυντής της easyJet. BBC. «Εξετάσαμε την τεχνολογία μπαταριών και ήταν ξεκάθαρο ότι η τεχνολογία μπαταριών πιθανότατα δεν επρόκειτο να το κάνει για τα μεγάλα εμπορικά αεροσκάφη που πετάμε. Καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι το υδρογόνο είναι μια πολύ συναρπαστική πρόταση για εμάς».
Δεν είναι οι μόνοι. Η Airbus έχει αναπτύξει διάφορες ιδέες αεροσκαφών που χρησιμοποιούν υδρογόνο ως fuel, και την περασμένη εβδομάδα ανακοινώνειΗ ed σχεδιάζει να δοκιμάσει έναν κινητήρα αεροσκάφους που τροφοδοτείται από κυψέλη καυσίμου υδρογόνου. Αντί να καίνε υδρογόνο, οι κυψέλες καυσίμου χρησιμοποιούν χημικές αντιδράσεις για να μετατρέψουν το υδρογόνο σε ηλεκτρική ενέργεια που μπορεί στη συνέχεια να τροφοδοτήσει έναν ηλεκτροκινητήρα. Η εταιρεία σκοπεύει να πραγματοποιήσει τις πρώτες δοκιμαστικές πτήσεις σε αεροσκάφος A380 έως το 2026.
Ακόμα κι αν αυτά τα πρωτότυπα βγουν από το εργαστήριο, ωστόσο, είναι ανοιχτό το ερώτημα εάν θα υπάρχει αρκετό καύσιμο για να υποστηρίξει την αεροπορία οποιαδήποτε στιγμή στο εγγύς μέλλον, δεδομένης της μικροσκοπικής ποσότητας πράσινου υδρογόνου που παράγεται αυτή τη στιγμή. Ωστόσο, το υδρογόνο θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο σε ένα πιο πράσινο μέλλον για τις αερομεταφορές και οποιαδήποτε πρόοδος θα πρέπει να είναι ευπρόσδεκτη.
Image Credit: Rolls-Royce
