Il più grande aereo a celle a combustibile a idrogeno prende il volo

Mar 16, 2023

Nel mondo automobilistico, le batterie stanno rapidamente diventando la fonte di energia del futuro. Per i compiti più pesanti, però, semplicemente non sono sufficienti. La loro densità energetica, essendo una piccola frazione di quella dei combustibili liquidi, non è sufficiente a svolgere il compito. In aree come queste, l’idrogeno promette di essere il combustibile più pulito del futuro.

Universal Hydrogen spera che l’idrogeno possa fare per l’aviazione ciò che le batterie non possono fare. L'azienda ha sviluppato celle a combustibile pronte per il volo proprio per questo scopo e ha iniziato i voli di prova proprio verso questo obiettivo.

Solo di recente la tecnologia delle batterie è sufficientemente avanzata da poter costruire auto elettriche decenti e utilizzabili. Anche ancora, solo per ottenere poche centinaia di miglia di autonomia da una berlina aerodinamica in genere occorrono più di mille libbre di batterie. Per gli aerei, che sono significativamente più assetati di energia rispetto alle automobili, le batterie semplicemente non sono una fonte di energia praticabile. L’idrogeno, tuttavia, potrebbe essere una valida alternativa, poiché ha una densità energetica pari a quella dei combustibili fossili. Può essere bruciato nei motori a combustione interna e nei motori a reazione, proprio come i combustibili fossili, senza generare alcuna produzione di anidride carbonica e una quantità minima ma misurabile di ossidi di azoto. Ancora meglio, può essere utilizzato per produrre energia elettrica utilizzando solo acqua come sottoprodotto, utilizzando una cella a combustibile.

L’idrogeno è molto paragonabile in densità energetica ai combustibili fossili, sia in peso che in volume. Le batterie se la passano molto peggio in confronto. Si noti, tuttavia, che questo confronto riguarda il carburante stesso e non tiene conto delle infrastrutture di stoccaggio come i serbatoi necessari per mantenere l’idrogeno alla temperatura e alla pressione corrette.

Per questo motivo, Universal Hydrogen ha lavorato al suo primo grande test di volo con celle a combustibile. La compagnia ha recentemente completato i test sui taxi a febbraio, che hanno contribuito a ottenere uno speciale certificato di aeronavigabilità per il suo aereo di prova sperimentale De Havilland Canada Dash 8-300. Con questo in mano, è stato in grado di effettuare il primo volo di una serie di test pianificati per due anni.

Tradizionalmente, il Dash 8-300 è un aereo di linea turboelica regionale, in grado di trasportare circa 50 passeggeri, a seconda della configurazione. In questo caso, però, la Universal Hydrogen ha modificato pesantemente l’aereo, sostituendo uno dei suoi motori con un motore elettrico della compagnia aeronautica MagniX. Il motore era alimentato con elettricità da una cella a combustibile a idrogeno della classe megawatt, mentre l’aereo era anche dotato di due serbatoi di idrogeno che trasportavano un totale di 30 kg di carburante.

Per il suo primo test dal vivo, l'aereo, soprannominato Lightning McClean, ha preso il volo per un volo di quindici minuti. Ha raggiunto un'altitudine di 3.500 piedi sopra il livello del mare. La cella a combustibile ha fornito fino a 800 kW di elettricità durante il volo, con il vapore acqueo come unica emissione nell'atmosfera. Nel test sono stati utilizzati circa 16 kg di carburante.

Naturalmente, l’aviazione è un’attività notoriamente conservatrice, ecco perché in questa fase iniziale l’aereo funzionava con un solo motore alimentato a idrogeno. L'altro turboelica Pratt e Whitney standard del Dash 8 ha funzionato durante il volo. Tuttavia, a un certo punto, l’equipaggio ha ridotto la potenza del turboelica quasi al minimo e l’aereo ha volato quasi interamente con la sola energia delle celle a combustibile. Per ora, i voli di prova sono una dimostrazione a basso rischio dell’aviazione a idrogeno. Tuttavia, è importante raccogliere dati in test come questi, al fine di portare i propulsori a idrogeno al punto da poter essere certificati come componenti pronti per il volo.

Anche se è ancora agli inizi, Universal Hydrogen ha un piano chiaro per il futuro dell’idrogeno nell’aviazione. I suoi test non servono solo a dimostrare un sistema di propulsione alimentato a idrogeno, ma anche le idee dell'azienda su come pensa che verranno alimentati anche gli aerei a idrogeno.

Universal Hydrogen non prevede che gli aeroporti installino nuovi serbatoi di idrogeno e infrastrutture di rifornimento. Invece, impiega i propri “moduli di idrogeno” sui suoi aerei. Questi moduli standardizzati sono essenzialmente grandi cartucce di idrogeno, che l’azienda paragona alle cialde Nespresso. L’idea è che possano essere facilmente gestiti dalle infrastrutture logistiche e di trasporto merci aeroportuali esistenti. I moduli possono essere semplicemente caricati nella fusoliera di un aereo e agganciati a bordo. Per come la vede l'azienda, questa metodologia significa che ogni aeroporto del mondo è automaticamente "pronto per l'idrogeno".