Hemos escrito mucho sobre el potencial del hidrógeno como tecnología transformadora para la aviación ecológica; en forma gasificada, el hidrógeno ofrece una densidad energética muy superior a la de las baterías de litio, y eso ofrece una verdadera vía hacia la descarbonización de los viajes aéreos de corto y medio alcance.
Pero los aviones más grandes son los que más contaminan, y para eliminar las emisiones de los aviones de largo alcance, los sistemas de hidrógeno en forma de gas comprimido -que ofrecen aproximadamente hasta la mitad de la autonomía de un propulsor de combustible para aviones convencional- nunca serán capaces de conseguirlo. Para ello, necesitaremos sistemas de hidrógeno líquido.
Los sistemas de hidrógeno líquido pueden almacenar más de tres veces la energía por peso que un sistema a base de gas, lo que significa que un avión de pasajeros de hidrógeno líquido a gran escala podría volar más lejos que los actuales motores basados en combustibles fósiles.
No es tan sencillo. El hidrógeno líquido tiene una gran densidad energética en peso, pero una densidad terrible en volumen, por lo que habría que diseñar el avión con un espacio de almacenamiento de combustible significativamente mayor y, potencialmente, lidiar con una resistencia adicional como resultado. Sin embargo, puede ser una de las únicas tecnologías de combustible limpio que permita que los aviones intercontinentales de cero emisiones se utilicen de forma habitual a medio plazo.
Por todo ello, este trabajo pionero de AeroDelft es muy emocionante. Un equipo de 44 estudiantes de la Universidad Técnica de Delft (Países Bajos) ha estado trabajando en el “primer avión de pila de combustible de hidrógeno líquido del mundo“, y ahora ha presentado un prototipo a escala 1/3 que está previsto que realice su primer vuelo público en julio.
Figura 1. Miembros del equipo de 44 personas de AeroDelft con el prototipo a escala
El Phoenix será una versión adaptada al hidrógeno de la aeronave eléctrica biplaza e-Genius, desarrollada en la Universidad de Stuttgart y que voló por primera vez en 2011. El e-Genius ha volado más de 400 km (250 millas) en su historia récord sólo con energía proveniente de baterías. Puede recorrer unos 1.000 km con un extensor de autonomía que funciona con gasolina. El Phoenix de tamaño completo llevará 10 kg de hidrógeno líquido, con una autonomía estimada de 2.000 km (1.240 millas) y una resistencia de hasta 10 horas en el aire.
El prototipo a escala de un tercio de su tamaño y con control remoto no es pequeño; tiene una envergadura de 5,7 m, pesa 50 kg y lleva 1 kg de hidrógeno líquido, suficiente para una resistencia estimada de unas 7 horas y una autonomía de unos 500 km. El hidrógeno se mantiene en un tanque criogénico a -253 °C (-423 °F), y se calienta a 0 °C (32 °F) mediante “un complejo sistema de tubos” antes de pasar por una pila de combustible de 1,5 kW para cargar una batería de reserva que alimenta el motor eléctrico de la hélice en la cola del avión.
El equipo de AeroDelft tiene previsto hacer volar el Phoenix este mes de julio alimentado por baterías, luego con hidrógeno gaseoso unos meses más tarde y, finalmente, en algún momento del otoño (del hemisferio norte) de este año, los estudiantes montarán el sistema de hidrógeno líquido.
“El desarrollo del sistema de hidrógeno líquido va viento en popa”, ha declarado el director del proyecto del prototipo, Sam Rutten. “Estamos terminando la fase de diseño. El hidrógeno líquido es algo muy difícil de trabajar. Para que se mantenga en estado líquido, hay que enfriarlo a unos 20 Kelvin, muy cerca del cero absoluto. Nuestro equipo de propulsión ha desarrollado un tanque especial, y también otros sistemas de apoyo, que nos permitirán volar con hidrógeno líquido. Ya estamos empezando la fase de producción, ya se han dado los primeros pasos para construir este tanque de acuerdo con todas las certificaciones pertinentes”.
También se está construyendo el Phoenix de tamaño completo y biplaza, cuya presentación está prevista para julio. Debería volar con hidrógeno gaseoso en el verano de 2022, y el primer vuelo con hidrógeno líquido a escala real está previsto para 2024. Tanto el prototipo como el Phoenix a escala real pueden batir todo tipo de récords, pero el proyecto también se centra en el avance de la aviación con hidrógeno, trabajando con las juntas de certificación para desarrollar un marco en el que se pueda certificar una aeronave con hidrógeno líquido, identificando los riesgos relacionados con la aviación basada en hidrógeno líquido y elaborando sistemas que ayuden a mitigarlos.
La comercialización del Phoenix no está en el radar del equipo en este momento, aunque está encantado de hablar con cualquiera que quiera encargarse de ello. Sin embargo, AeroDelft tiene planes para una aeronave a mayor escala, incluido un avión de hidrógeno líquido capaz de transportar a 19 pasajeros más los pilotos hasta 925 km (570 millas), al que llama Greenliner. Sin embargo, hay que escalar una serie de obstáculos técnicos con el Phoenix antes de que el proyecto Greenliner avance demasiado.
Figura 2. El Greenliner se convertiría en un avión de pasajeros de 19 plazas propulsado por hidrógeno líquido.
El Phoenix es un proyecto muy emocionante en un campo que tiene un potencial realmente transformador. El mundo necesita que el hidrógeno líquido avance a pasos agigantados si queremos eliminar el aproximadamente 2% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero que aporta el sector de la aviación. Es estupendo ver que el equipo de Delft está haciendo progresos significativos, y estamos deseando seguir a Phoenix durante el resto del proyecto.
A continuación, vea el lanzamiento del prototipo:
Noticia tomada de: New Atlas / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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