¿Puede la tecnología de celdas de combustible de hidrógeno reemplazar los motores a reacción?

Airbus anunció recientemente que planea diseñar, construir y demostrar un “sistema de propulsión de clase megavatio” personalizado para un avión de pasajeros a gran escala, con tecnología de celda de combustible de hidrógeno con almacenamiento criogénico de hidrógeno, en menos de cuatro años.

Esto no quiere decir que un avión jumbo de celdas de combustible de hidrógeno esté en camino a ese marco de tiempo, o que la compañía vea la tecnología de celdas de combustible como un reemplazo completo para los motores a reacción. Pero puede reemplazar algunos motores a reacción en menor escala antes de que el motor de combustión interna desaparezca por completo de los automóviles.

La compañía dice que “podría probarse en vuelo a mediados de esta década, alrededor de 2026”, y describe el hidrógeno como una “opción muy convincente” en la búsqueda de la compañía para llevar aviones de cero emisiones al mercado para 2035.

Según explica la compañía, tiene tres opciones efectivas con el hidrógeno. Puede quemar hidrógeno en motores de turbina de gas modificados; Puede utilizar celdas de combustible de hidrógeno para generar energía eléctrica; O se puede usar una combinación de ambos.

Para cualquiera de estos caminos, el hidrógeno podría producirse a partir de energías renovables, como la energía eólica y solar, pero seguir la ruta de las celdas de combustible y los vehículos eléctricos significa que dichos aviones tendrán prácticamente cero emisiones.

Si transportar automóviles está en un nivel superior, ¿por qué no aviones?

Ayudará a resolver la verdad incómoda: que los automóviles, camiones y autobuses no son el único problema con las emisiones del transporte. Los viajes aéreos comerciales representan alrededor del 2 % de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial o, en los Estados Unidos, más del 3 % de las emisiones de gases de efecto invernadero y alrededor del 10 % de todas las emisiones del transporte. Si las emisiones de los automóviles pueden avanzar con fuerza con la electrificación, ¿por qué los fabricantes de aviones no pueden intensificar su juego?

En parte porque la otra parte inconveniente es: la tecnología actual de baterías de automóviles aún no consume tanta energía como se necesita para volar largas rutas comerciales o aviones más grandes. Incluso almacenar hidrógeno necesitará un nuevo tipo de solución para aprovechar la densidad de energía de los aviones.

Airbus dice, en estos últimos anuncios, que el avión contará con un tanque de almacenamiento de hidrógeno criogénico, que operará a -253°C. Dice que almacenar hidrógeno a una presión muy alta de 700 bar no sería suficiente, pero a temperaturas frías, el hidrógeno se convierte en un líquido más denso en energía. Incluso entonces, cuatro litros de hidrógeno líquido equivalen a solo un litro de combustible estándar para aviones, dice Airbus. Por lo tanto, no espere que el rango compita con el Boeing 777 o el Airbus A350 todavía.

Tanque de líquido Airbus H2

Tanque de líquido Airbus H2

Airbus dice que los requisitos de seguridad y durabilidad son más estrictos de lo que serían para los bombarderos espaciales, porque los aviones comerciales no solo tendrán que sobrevivir a 20.000 despegues y aterrizajes, sino que también necesitarán retener hidrógeno líquido durante mucho más tiempo. Para esta solución, trabaja en el enfoque de materiales compuestos.

El demostrador de celdas de combustible todavía tiene muchos pasos en desarrollo y pruebas. Se construirá sobre la “Plataforma de prueba multimedia” del Airbus A380 MSN001 y se modificará externamente para llevar una cápsula de motor de pila de combustible. Airbus se ha asociado con el proveedor de automóviles Elring Klinger y está en una empresa conjunta con esa empresa llamada Aerostack para pilas de celdas de combustible, que generan electricidad (más un poco de agua y calor) a partir de hidrógeno a través de una reacción electroquímica estrechamente controlada.

Plataforma Cero de Airbus

Plataforma Cero de Airbus

Es posible, al igual que en los autos con celdas de combustible como el Toyota Mirai, que el paquete de baterías de iones de litio pueda ayudar a almacenar energía o, en este caso, proporcionar un descenso de emergencia si la pila está apagada.

El papel de las pilas de combustible en el transporte por carretera está lejos de terminar

Estas soluciones bien pueden encajar en un futuro en el que la investigación general indica que las celdas de combustible podrían tener un gran futuro en la aviación, el transporte marítimo y la industria pesada, mientras que la ventana de oportunidad para las celdas de combustible podría estar cerrándose rápidamente para muchos formatos de camiones y autobuses. .

Mientras tanto, se informa que tanto Airbus como Boeing continúan trabajando en la próxima generación de motores híbridos que podrían hacer que el motor turboalimentado sea eléctrico. Las empresas más pequeñas han completado vuelos cortos con aviones comerciales eléctricos.

En los EE. UU., las aeronaves aún no estaban sujetas a ningún estándar de gases de efecto invernadero hasta 2020, cuando la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. los agregó para los nuevos aviones comerciales y de pasajeros grandes después de años de resistencia de la industria. Es posible que veamos un momento en que los marcos regulatorios establezcan objetivos más estrictos, por lo que hasta que cosas como la teletransportación o los túneles de alta velocidad se hagan realidad, inventar un enorme avión a reacción puede ser la forma de salvar su existencia.