El primer avión tripulado de hidrógeno líquido del mundo despega
Primer avión de hidrógeno líquido despega
En un aeropuerto algo pequeño y discreto en Maribor, Eslovenia, la startup alemana de propulsión de hidrógeno H2FLY ha estado trabajando silenciosamente para alcanzar un hito importante en la aviación de emisión cero durante el verano. Y todo el arduo trabajo ha dado sus frutos, con la exitosa realización de los primeros vuelos tripulados del mundo impulsados por hidrógeno líquido.
Antes de que cualquier entusiasta de la historia de la aviación diga “pero ¿qué hay del Tupolev Tu-155?” – sí, los soviéticos probaron el hidrógeno líquido como combustible hace 35 años, pero solo para uno de los tres motores. En contraste, el HY4 de H2FLY ha operado ahora utilizando únicamente hidrógeno líquido (en lugar del gaseoso) como combustible, confiando únicamente en la cadena de energía de celdas de combustible de hidrógeno para todo el vuelo.
El jueves, este reportero de TNW estuvo presente en el cuarto de una serie de vuelos de prueba. El evento marcó la culminación del Proyecto HEAVEN, una asociación financiada por la Unión Europea que busca demostrar la viabilidad del uso de hidrógeno líquido y criogénico en aeronaves. (Eso es una abreviatura de High powEr density FC System for Aerial Passenger VEhicle fueled by liquid HydrogeN, solo para su información.)
Hidrógeno líquido vs. hidrógeno gaseoso como combustible para aviones
Mientras que el vuelo de demostración de ayer duró alrededor de unos 10 minutos, unos días antes, el HY4 y sus dos pilotos se mantuvieron en el aire durante 3 horas y 1 minuto, un logro que requirió 10 kg de hidrógeno. Si se utilizara la capacidad de almacenamiento completa de 24 kg de la aeronave, podría permanecer en el aire durante 8 horas.
“Se siente realmente increíble, es el trabajo en equipo perfecto hecho realidad”, dijo uno de los pilotos, Johannes Garbino-Anton, después del vuelo. Añadió que la tecnología “funciona perfectamente” y que la mayor diferencia con un avión normal es la falta de vibraciones y ruido. Y, la falta de emisiones de dióxido de carbono.
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El sistema de propulsión de H2FLY consta de almacenamiento de hidrógeno, un convertidor de energía de celdas de combustible de 120 kW y un motor eléctrico. En resumen, este verano fue la octava campaña de pruebas de vuelo de H2FLY. El HY4 de hidrógeno-eléctrico ha estado volando desde 2016, pero el avance de este verano consiste en operar el avión con hidrógeno líquido, en lugar de hidrógeno gaseoso.
El hidrógeno líquido es más denso en energía que su contraparte gaseosa. Eso significa que requiere pesos y volúmenes de tanque significativamente más bajos. En el mundo del transporte aéreo, especialmente al adaptar aviones, esto significa no tener que desechar tantos asientos de pasajeros o reducir el espacio de carga, es decir, la carga útil.
Pero tal vez lo más importante, desbloquea un rango mucho mayor. Para la aeronave de prueba HY4, esto equivale a 750 km con hidrógeno gaseoso frente a 1,500 km con hidrógeno líquido, es decir, el doble de distancia. Por otro lado, el hidrógeno líquido requiere temperaturas criogénicas (alrededor de -253°C), lo que aumenta la complejidad del transporte y la recarga.
Adaptar estructuras aéreas existentes con un sistema de propulsión de celdas de combustible de hidrógeno
El HY4, hecho de fibra de vidrio y fibra de carbono, no entrará en producción comercial. El siguiente paso de H2FLY será ahora escalar el sistema de celdas de combustible a una capacidad de megavatio. El sistema H2F-175 desbloqueará no solo un mayor alcance, sino también altitudes de hasta 27,000 pies. En asociación con Deutsche Aircraft, ambos planes pretenden adaptar un demostrador Dornier 328 de 30 asientos con celdas de combustible de hidrógeno-eléctricas de H2FLY y comenzar los vuelos de prueba para 2025.
La línea de tiempo de la compañía es ligeramente más restringida que la de algunos de sus competidores, pero el cofundador y CEO de H2FLY, el Dr. Josef Kallo, dice que prevé que un sistema ampliado será capaz de impulsar un avión regional de 40 asientos con un alcance de aproximadamente 2,000 km para fines de la década.
“Como ingeniero, puedo decir que un avión de 40 asientos impulsado por hidrógeno es una cuestión de dinero y tiempo. Después de eso se vuelve visionario”, afirmó Kallo.
Sin embargo, también agregó que las pruebas hasta ahora indican que sería posible escalar a sistemas de potencia de 4 MW + 4 MW, que podrían propulsar aviones más grandes para 80 a 100 pasajeros. También no descarta diseños de aviones completamente nuevos de nuevos fabricantes, incluido, por ejemplo, un cuerpo de ala mezclado.
El hidrógeno líquido podría ser un cambio de juego potencial para la aviación comercial
Además del combustible real, algo más que la aviación futura impulsada por hidrógeno y de combustión limpia requiere es una infraestructura de repostaje. Para el Proyecto HEAVEN, H2FLY ha estado trabajando con Air Liquide.
Para el proveedor francés de gases industriales, que apuesta fuertemente por el hidrógeno verde como parte de la futura mezcla de energía, también se trata de demostrar la viabilidad y fortalecer la demanda de la industria. “Esta es la primera vez que hemos traído hidrógeno líquido para repostar en un aeropuerto comercial”, dijo Pierre Crespi, Director de Innovación de Air Liquide Advanced Technologies.
El hidrógeno en sí llegó a Maribor en camión, siguiendo rigurosos requisitos de seguridad de las autoridades eslovenas.
“No puedo enfatizar suficientemente la importancia del logro en términos de la tecnología en sí”, dijo Marco Rizzatto, ingeniero de pruebas de vuelo en Pipistrel Vertical Solutions, quien apoyó la integración del tanque de combustible criogénico. “El hidrógeno líquido tiene el potencial de ser un cambio de juego para la aviación comercial.”
H2FLY fue fundada en 2015 por cinco ingenieros del Centro Aeroespacial Alemán en Stuttgart y la Universidad de Ulm. La compañía trabaja en el sistema de propulsión en su conjunto, pero también desarrolla los componentes individuales cuando es necesario. En 2021, H2FLY fue adquirida por Joby Aviation, una empresa con sede en California que desarrolla un vehículo de despegue y aterrizaje vertical eléctrico (eVTOL) para operar servicios de taxi aéreo.
