El almacenamiento de hidrogeno líquido es crucial para las cero emisiones de la aviación civil
Airbus desarrolla solución
maquina-de-combate.com – Hidrogeno es crítico para el objetivo de Airbus de desarrollar la primera aeronave comercial de cero emisiones para el año 2035. El conglomerado europeo enfatiza que se requiere una aproximación innovadora par almacenar hidrogeno y hacia ese fin desarrolla tanques de última generación para habilitar una nueva era de aviación sostenible.
Hidrogeno es una de las tecnologías más prometedoras para reducir el impacto ambiental de la aviación comercial. Al utilizar fuentes de energía renovables, la emisión de hidroxido de carbono (CO2) es cero y a la par entrega aproximadamente tres veces la energía por unidad de masa que el combustible convencional y más de 100 veces que las batería de litio-iones.
Sin embargo, el almacenamiento a bordo de hidrogeno presenta varios retos. El hidrogeno puede proveer más por masa que el combustible de kerosene, pero entrega menos energía por volumen. A una presión atmosférica normal y temperatura ambiental, se necesitaría unos 3000 litros de hidrogeno gaseoso para lograr la misma cantidad de energía que un litro de combustible de kerosene, lo que no es viable para la aviación comercial.
Una alternativa sería presurizar el hidrogeno a 700 bars, una técnica utilizada en la industria automotriz, lo que reduciría los 3000 litros del ejemplo anterior, a solamente seis litros. Esto es una gran reducción, pero el peso y volumen son críticos para una aeronave. Para minimizar aún más, se puede reducir la temperatura a -253 °C, punto en el que hidrogeno se transforma desde gas a líquido, incrementando su densidad energética aún más. Siguiendo el ejemplo anterior, cuatro litros de hidrogeno líquido equivalen a un litro de combustible estándar para la aviación.
Mantener tan baja temperatura requiere tanques de combustible muy específicos. Actualmente se modelan tanques con un volumen interior y exterior con vacío entre ellos y un material especifico, tal como MLI (Multi-Layer Insulation, Insulación Multi-Capa) para minimizar la transferencia de calor por radiación.
Los tanques de almacenamiento de hidrogeno líquido criogénico son utilizados por varias industrias, incluyendo la aeroespacial, lo que aporta conocimiento sobre los retos delante. La participación de Airbus en Ariane, por ejemplo, ayudo a ganar conocimiento en la instalación de sistemas, en pruebas criogénicas y gestión de descomposición de combustible, o incluso sobre la construcción del volumen interno para el nuevo tanque.
Sin embargo, habiendo cierta sinergía entre el vuelo espacial y la aviación, existen también numerosas importantes diferencias. Los requerimientos de seguridad son diferentes para los lanzadores espaciales porque los tanques de almacenamiento de hidrogeno para la aviación tendrán que durar aproximadamente durante 20 mil despegues y aterrizajes, y necesitarían mantener el hidrogeno en estado líquido por mucho más tiempo.
Por lo pronto, Airbus está adaptando y actualizando su tecnología de almacenamiento de hidrogeno para los requerimientos de la aviación. Varias nuevas instalaciones de investigación y desarrollo en Europa han empezado recientemente trabajos de investigación sobre la materia para la aeronave concepto ZEROe de Airbus.
En el corto plazo, los tanques para hidrogeno líquido de la futura aviación comercial serán de metal. Esta aproximación es seguida por los centros de investigación de Nantes (Francia) y Bremen (en el norte de Alemania).
En el largo plazo, los tanques serán hechos de materiales compuestos, más ligeros y de manufactura más costo-eficiente. Airbus agilizará el desarrollo de estos tanques en su centro de España y su centro de investigación de materiales compuestos de Stade, Alemania.
Todos los centros de investigación estarán completamente operativos y listos para pruebas en tierra con el primer tanque criogénico de hidrogeno durante 2023, y los vuelos de prueba empezarán en 2025.
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