Paliwo wodorowe: szansa na rewolucję w przemyśle lotniczym.

Osiągnięcie neutralności klimatycznej oraz ograniczenie emisji C0₂ jest jednym z głównych wyzwań dla nowoczesnej inżynierii. Poszukiwanie alternatywnych rozwiązań dla silników spalinowych wciąż jest w toku. Jednym z obiecujących rozwiązań, nad którymi trwają prace, jest zastosowanie wodoru jako paliwa w przemyśle lotniczym. Czy „zielone” samoloty mają szanse wzbić się w niebo? Wiele wskazuje, na to, że tak, jednak nie nastąpi to szybko.

Magiczny pierwiastek

Wodór jest jednym z najczęściej występujących pierwiastków w całym układzie słonecznym. Jego właściwości fizykochemiczne czynią go potencjalnie najatrakcyjniejszym źródłem dla przemysłu elektroenergetycznego. Jest bardzo wydajny, a to dzięki swojej gęstości, która pozwala uzyskać najwyższy współczynnik energii na jednostkę masy. Efektem ubocznym jego spalania jest para wodna, co sprawia, że jest on również potencjalnie najczystszym paliwem. Niestety, na chwilę obecną jego produkcja na skalę przemysłową jest wciąż kosztowna i stawia przed inżynierami wiele wyzwań. Najbardziej ekologiczna z metod, czyli elektroliza, o ile korzysta z „czystych” źródeł energii, jest nadal mało opłacalna – bilans zużycia elektryczności w procesie produkcji pozostaje ujemny, zaś jej maksymalna efektywność wynosi od 50% do 70%. Inną z metod jest reforming parowy, jednakże surowcem w tym procesie są paliwa kopalne, co na dłuższą metę  ją wyklucza, między innymi ze względu na powstające produkty uboczne. Najbardziej obiecujące wydaje się pozyskiwanie wodoru metodą fotosyntezy oraz fermentacji alg morskich i mikroorganizmów. Niestety, technologia ta wciąż nie jest na tyle zaawansowana, aby można było zastosować ją na skalę przemysłową.

Powrót do przeszłości

Użycie ciekłego wodoru jako paliwa nie jest wcale nowym pomysłem. Rozwiązaniem tym posłużono się już podczas prac nad programem Apollo, którego finalnym celem było zrealizowanie misji lotu załogowego na księżyc. Jedną z rakiet zbudowanych w trakcie jego trwania był Saturn V, który odbył lot już w 1969 roku. Technologia ta zainspirowała twórców projektu Space Perspective, planującego zrewolucjonizować turystykę kosmiczną. Pierwsze  komercyjne loty w kosmos zaplanowane są już na koniec 2024 roku. Pomysłodawcy projektu, na szczęście, wzięli pod uwagę możliwe negatywne skutki dla środowiska i postawili na rozwiązanie bezemisyjne, opracowane kilkadziesiąt lat wcześniej przez NASA. Kapsuła statku Neptune, przymocowana do ogromnego balonu wykorzystującego wodór,  ma wznosić się na wysokość 100 000 stóp, oferując turystom niezapomniane widoki.

Wodór w przemyśle lotniczym

Na wprowadzenie do użytku samolotów odbywających loty komercyjne będziemy musieli jeszcze trochę poczekać, niemniej prace nad nowymi modelami silników już trwają. Dwa lata temu niemiecki koncern Airbus zapowiedział wprowadzenie takich maszyn do użytku do końca 2035 roku. Wśród multispecjalistów pracujących nad tym rozwiązaniem znalazły się zespoły inżynierów ALTEN Group, które odpowiadają za projekt, analizę mechaniczną i termiczną silnika w celu zagwarantowania integralności zbiornika wodoru i zapewnienia bezpieczeństwa pasażerów. Silniki te w założeniu mają spalać wodór zamiast paliwa lotniczego, bada się również możliwość wykorzystania tego pierwiastka do ładowania ogniw paliwowych, które będą napędzać silniki elektryczne.

Autorka: Adrianna Alksnin, Content & Social Media Specialist w ALTEN Polska