Inginerii Airbus au creat o instalaţie de pile de combustibil cu hidrogen pentru A380, suficient de uşoară şi puternică, cât să poată propulsa un avion

În ultimii ani se vorbeşte des de avioane electrice, cu elice care ar fi puse în mişcare de electromotoare şi astfel n-ar mai trebuie să ardă tone de combustibil de aviaţie pentru fiecare zbor. Problema e că deocamdată bateriile sunt foarte grele şi permit creare de avioane compatibile cu distanţe mai scurte şi totodată mai mici în dimensiuni. De cealaltă parte, hidrogenul pare a fi o alternativă viabilă pentru aviaţie, datorită greutăţii mai reduse a rezervoarelor şi a hidrogenului necesar de stocat. Airbus a anunţat încă acum 3 ani că va concepe un avion cu hidrogen, iar acum lucrurile au evoluat enorm de mult. Într-atât de mult, încât Airbus a creat deja şi electromotoare, şi instalaţia cu pile de combustibil, care foloseşte cu hidrogen, şi anunţă că se pregăteşte să instaleze un asemenea sistem de propulsie şi pe un Airbus A380!

Ei bine, atunci când a anunţat lucrul la un viitor avion cu hidrogen, Airbus a creat gama ZEROe, unde a inclus 3 modele conceptuale cu motorizări hibride şi încă 1 cu propulsie cu hidrogen şi pile de combustibil. Din start era clar că designul digital prezentat atunci e unul generic, şi contează mult mai mult elaborarea unui sistem de propulsie care să poată fi scalat pe diverse modele Airbus, pentru că dacă va exista acest principiu de scalare, sistemul va putea fi adaptat inclusiv pe avioane foarte mari, precum A380.

Doar că inginerii Airbus au întâmpinat exact aceleaşi probleme cu pilele de combustie pe care le întâmpină şi cei care pregătesc camioane cu hidrogen în prezent — puterea relativ mică a pilelor de combustie şi greutatea mare a acestora. Tehnoogia pilelor de combustie a fost multă vreme dezvoltată în regiunea a maxim 100-150 kW, pe maşini precum Mirai sau alte încercări de la Honda, dar nu şi în game foarte mari de putere. De asta, când Mercedes şi Volvo s-au apucat să dezvolte un sistem de propulsie pentru un ditamai camion puternic, au constatat că vor avea nevoie de minim două instalaţii cu pile de combustie, şi acelea modificate, ca să poată da puterea necesară. Japonezii de la Isuzu dezvoltă un alt camion cu hidrogen şi au trebuit să folosească 3 instalaţii cu pile de combustibil, iar camion la final a devenit mai greu ca unul electric cu baterii.

Foto: Camionul Isuzu cu 3 pile de combustibil

Dar nici acolo puterea maximă a electricităţii pe care o pot produce pilele de combustibil nu o echivalează pe cea pe care o pot consuma motoarele, tamponul venind de la baterie, care stochează electricitate pentru a acoperi salturile pe perioadă scurtă. La un camion, motoarele vor solicita puterea maximă cel mult pe durata unul deal foarte abrupt, urcat în forţă. La un avion, însă, aproape tot procesul de decolare înseamnă folosire a puterii maxime de la electromotoare, deci era nevoie de o instalaţie de pile de combustibil care să echivaleze puterea motoarelor.

Cei de la Airbus au dezvoltat electromotoare care să însumeze 1,0 MW putere pe sistemul iniţial, cu o logică de a avea 500 kW per motor la un avion mai mic cu două motoare. Inginerii Aibus au constatat că ar fi nevoie de pile d o instalaţi de pile de combustie de 1,2 MW putere. Nimeni în lume nu produce pile de combustibil la asemenea putere, decât dacă se combină mai multe instalaţii la un lor, care încep a însuma multe tone de greutate. Aşa că cei de la Airbus şi-au dezvoltat propria instalaţie cu pile de combustibil.

Au dezvoltat un sistem de pile de combustie de 1,2 MW, care e compartimentat modular şi poate fi separat în două, pentru a fi integrat în carcasa apropiată fiecărui motor. Dar se poate distribui şi în mai multe componente, sau dimpotrivă, pot fi puse 1,2 MW într-un singur bloc şi instalate alături de un motor mai mare, cum ar fi unul de pe Airbus A380, deşi la acel model motoarele sunt mai puternice, în esenţă.

Ei bine, cei de la Airbus au produs practic formula de bază de 1,2 MW în instalaţia cu pile de combustie pe care au creat-o şi care trimite energie către motoare care consumă 1,0 MW putere. Astfel pilele cu combustie sunt capabile să livreze 100% din puterea necesară şi mai au 20% rezervă.

Foto: Instalaţia cu pile de combustie, creată de Airbus

Marea realizare a celor de la Airbus şi a inginerilor implicaţi nemijlocit în proiectul ZEROe e că au reuşit să creeze electromotoare pentru propulsie, pe de o parte, apoi instalaţia cu pile de combustie de cealaltă parte, şi au reuşit să le testeze separat, iar apoi şi împreună pe bancul de probe, pentru a se convinge că cele două elemente sunt suficiente reciproc şi sunt viabile într-un sistem comun. Testul a decurs cu succes, iar Airbus a anunţat că are deja sistemul de propulsie elaborat.

De aici încolo vor urma alte şi alte teste, iar apoi şi instalarea unui sistem de propulsie pe un model de test MSN001 al avionului Airbus A380, care e de fapt primul A380 produs în istorie şi care a fost folosit pentru zboruri de teste când era conceput acel model. Practic, motoarele clasice vor fi demontate şi vor fi montate cele electrice în aceleaşi carcase, iar acolo îşi vor face loc şi instalaţiile de pile cu combustie, în fiecare din ele. La bord vor fi puse şi rezervoarele de hidrogen, dar şi alte elemente auxiliare propulsiei cu hidrogen. Toate astea ar trebui să dureze până în 2026, când acest A380 complet echipat cu noul sistem de propulsie cu hidrogen ar trebui să poată face primul zbor de test.

Dacă Airbus ajunge la acea etapă, va fi un pas imens pentru aviaţie, întrucât ideea propulsiei cu hidrogen va sări de la prototipuri de avioane mici, nu foarte funcţionale, la ditamai uriaşul A380, care să zboare cu adevărat, alimentat cu hidrogen şi cu zero emisii!