Hogyan lenne lehetséges, hogy a levegőt szennyező és az ózonréteget oly mértékben romboló kerozinmeghajtású repülőgépeket zöld alternatíva váltsa fel? Korábban elképzelhetetlennek tűnt, hogy hidrogénüzemű üzemanyagcellás repülőgépek szeljék keresztül az eget, azonban az utóbbi időben sikeres kísérleti repüléssorozatok reménnyel kecsegtetnek. Lehetséges, hogy nem kell lemondanunk a repülésről, miközben nem szennyezzük ennyire a bolygó légkörét? Korábbi cikkünkben azt boncolgattuk, hogy milyen lenne a világ, ha egyáltalán nem repülnénk.

Ígéretes kezdet

Annak ellenére, hogy a hidrogénmeghajtású repülőgépek csak nemrég „kaptak szárnyra”, már most sikerült enyhíteniük néhány szkeptikus aggodalmát a fenntarthatóbb légi közlekedést illetően. Bár a jelenlegi prototípusok egyelőre nem képesek átrepülni az óceánt, koncepciójuk a következő években elősegítheti a jobb, hatékonyabb és nagyobb méretű repülőgépek kifejlesztését.

Kapcsolódó bejegyzések

Repülés: milyen lenne a világ, ha nem lenne?

Tudnánk vajon nélkülözni a repülést? Mi történne a kereskedelemmel, a reptéri dolgozókkal, a kiürült repterekkel?

A Canary Media 2023. augusztus 2-án kiemelte, hogy nemrégiben két kaliforniai székhelyű startup is számos sikeres kísérleti repülést hajtott végre. Ehhez kísérleti, hidrogéngázzal működő üzemanyagcellás, propelleres repülőgépeket alkalmaztak. Mindkét prototípusban – kissé eltérő módszerekkel –  a meglévő turbópropellereket alakították át a hidrogénüzemanyag-technológia befogadására.

A különleges repülőgépek

Az Universal Hydrogen 40 utas szállítására alkalmas Dash 8 prototípusa eredeti sugárhajtóművet párosít egy 1,2 megawattos üzemanyagcellával és egy 800 kilowattos elektromos motorral. A cég technológiai igazgatója, Mark Cousin elmondása szerint a Dash 8 már összesen 9 alkalommal sikeresen repült több mint 3000 méteres magasságig, sebessége pedig meghaladta a 314 km/h-t.

Közben a ZeroAvia által módosított 19 üléses Dornier 228 típusú repülőgép tízszer repült probléma nélkül 1524 méteres (5000 láb) magasságban, 277,8 km/h-s (150 csomó) sebességgel. A cég ikerhajtóműves turbópropellere egy standard üzemanyagrendszert tartalmaz, valamint egy 600 kilowattos kombinációt hidrogénüzemű üzemanyagcellákból és akkumulátorokból.

Kapcsolódó bejegyzések

„Zöld hidrogén” – Új ütőkártya lehet a klímaváltozás elleni harcban

A Siemens Group cégcsoport egyik tagja, amely a világ legnagyobb tengeriszélturbina-gyártója – a minap bejelentette: olyan szélerőművet fejleszt, amely elektrolízis útján hidrogént állít elő a tengervízből.

Hogyan működik?

A repülőgépeket meghajtó elektromos motor nem az akkumulátorokból, hanem a repülőgép belsejében tárolt hidrogénből nyeri az energiát. Az elektromos motorhoz szükséges hidrogént gáznemű formában, tartályokban tárolják a repülőgép hátsó részében.

A hidrogént eljuttatják az elektromos motorhoz, ahol megtörténik a csoda. A motor mellett található nacellában (a repülőgép szárnya alatt található motorházban) a hidrogén találkozik a sűrített levegővel, amellyel a tüzelőanyag-cellák sorozataiban összekeveredik. A rendszer 6 tüzelőanyagcella-sorozatot használ, amelyek mindegyike több száz egyedi tüzelőanyag-cellából áll. Ezek a tüzelőanyagcella-sorok hozzák létre az elektromosságot, amely a motort működteti. A tüzelőanyag-cella passzív eszköz, nincsenek mozgó alkatrészei, így az általa létrehozott energia egyenáram formájában érkezik. Ezt invertereken keresztül változtatják váltakozó árammá, amely a motor meghajtásához szükséges.

A tervezőknek érdekében áll a hidrogén gáz formáját folyadékra cserélni, mivel utóbbi kevesebb helyet foglal el, és nem is olyan nehéz. Ezeket a tartályokat nagyon hideg hőmérsékleten kell tárolni, és a folyékony hidrogént gázzá kell átalakítani, mielőtt a tüzelőanyag-cellákba kerülne. Bár ez a fajta folyékonyhidrogén-rendszer még mindig több helyet foglal el, mint a hagyományos repülőgép-üzemanyag, jobb megoldás, mint a hidrogént gáznemű formában tárolni.

Kapcsolódó bejegyzések

Jönnek az elektromos áram, hidrogén és zöldkerozin hajtotta repülők

A légi közlekedésben is változtatni kell, ha komolyan gondoljuk a klímaváltozás elleni harcot. A gyártók már különböző alternatív üzemanyagokkal, hidrogén- és elektromos hajtással kísérleteznek.

A károsanyag-kibocsátás visszaszorítása

A légi közlekedés fokozatosan helyreállt azok után, hogy szerte a világon enyhült a 2020-ban elterjedt koronavírus-járvány. Habár a számok még mindig nem érik el a pandémia előtti szintet, az International Energy Agency (IEA) szerint 2025-re várhatóan meg is haladják. Az égen közlekedő minden egyes repülőgép szén-dioxid-kibocsátással jár, ami tavaly körülbelül 800 tonnát tett ki. A fenntartható jövő biztosítása érdekében az IEA becslése szerint a nemzeteknek az évtized végéig 1000 tonna alatt kell tartaniuk a kibocsátott üvegházhatású gázok mennyiségét. Sajnos az szervezet jelenleg úgy véli, hogy a légiipar „nem halad a megfelelő úton” a cél eléréséhez.

Míg a repülőgépek hagyományos üzemanyaggal való üzemeltetése szén-dioxid-kibocsátást és részecskeszennyezést eredményez, ebben az esetben a hidrogénrendszer vízpárát és hőt termel. Ám ez csak az egyik módja annak, ahogyan a repülőgépgyártók törekednek a bolygóra kevésbé káros repülőgépeket tervezni. Vállalatok dolgoznak olyan légi járműveken, amelyek akkumulátorokkal működnek, szintetikus repülési üzemanyagot hoznak létre, és a jelenlegi esetben hidrogénnel táplált üzemanyagcellákat hasznosítanak.

Nehézségek

Az ipari szakértők éveken át nagyrészt egyetértettek abban, hogy a hidrogénüzemű repülőgépek gazdaságilag vagy logisztikailag nem megvalósíthatók, tekintve például a hidrogénpalackok nagy helyigényét. Azonban az idő múlásával mind az Universal Hydrogen, mind a ZeroAvia át kíván térni a folyékony hidrogénre, amely nagyobb teljesítményt nyújt, miközben kevesebb helyet foglal el.

A jelenlegi technológia alapján a hidrogénmeghajtású repülőgépek használata valószínűleg továbbra is rövidebb távolságú utazásokra korlátozódik, de már ez a változtatás is jelentős csökkenést eredményezhet az légitársaságok károsanyag-kibocsátásában. Az International Council on Clean Transportation friss jelentése szerint egy átalakított üzemanyagcellás repülőgép 33 százalékkal kevesebb szén-dioxidot generál, mint az „e-kerozin”, azaz a vízből, szén-dioxidból és elektromosságból előállított üzemanyag-meghajtású járművek.

Nem csak a hidrogén menthet meg minket

Korántsem a hidrogénmeghajtású repülőgépek lennének az egyetlenek, amelyek szén-dioxid-mentességre törekszenek. Tavaly szeptemberben egy Alice nevű, akkumulátorral működő légi jármű hajtotta végre első repülését Washington államban, és más vállalatok is – mint például a Joby Aviation és a Beta Technologies – kisebb, akkumulátorral működő elektromos repülőgépeken dolgoznak.

Jövőbeli tervek

Az Universal Hydrogen nem az egyetlen, amely hidrogént használ repülőgépek hajtására. Tavaly februárban az Airbus bejelentette, hogy egy különleges, óriási A380 repülőgépet használ majd a hidrogéntechnológia tesztelésére, novemberben pedig bemutattak egy olyan elektromos motort, amely szintén hidrogénmeghajtású üzemanyagcellákkal működik.

„A fenntartható légi közlekedés létrehozásának kérdése évtizedek óta gyötri a zöldmozgalmat” – mondta Dale Vince, egy környezetvédelmi vállalkozó, aki a ZeroAvia motorját tervezi felhasználni az Anglia és Skócia közötti utasszállításban. „Az utazás iránti vágy mélyen bevésődött az emberi lélekbe, és a károsanyag-kibocsátástól mentes repülőgépek, amelyeket megújuló energia hajt, lehetővé teszik számunkra, hogy felfedezzük lenyűgöző világunkat anélkül, hogy kárt tennénk benne.”

Forrás: popsci.com

Itt láthatsz egy rövid videót az egyik repülésről. Kiemelt kép: pexels