L’idrogeno, con il suo elevato potere energetico e la caratteristica di produrre emissioni inquinanti nulle come sottoprodotti della combustione, è un vettore energetico con enormi potenzialità per l’aviazione sostenibile.
In base ai dati forniti dall’ICCT – International Council on Clean Transportation, l’organizzazione non governativa internazionale attiva nello sviluppo di politiche di trasporto sostenibili e con sede a Washington DC negli Stati Uniti, il traffico aereo produce il 2,4% delle emissioni globali di anidride carbonica.
L’ente no-profit indipendente, fondata per fornire analisi tecniche e scientifiche necessarie per migliorare l’efficienza energetica e le prestazioni ambientali del traffico stradale, marittimo e aereo, ha stabilito che l’intero settore dell’aviazione è responsabile del cinque percento delle emissioni mondiali di gas serra.
Per sostenere la transizione energetica, necessaria per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, è essenziale sviluppare un modello di aviazione civile che permetta di utilizzare i vettori energetici green.
L’idrogeno, con elevata flessibilità d’utilizzo che consente di essere impiegato sia per lo stoccaggio elettrochimico dell’energia elettrica, sia come carburante sostenibile, offre nuove e interessanti prospettive per l’aviazione.
La società Universal Hydrogen, specializzata nello sviluppo di soluzioni tecnologiche che permettono l’utilizzo del vettore energetico green nell’aviazione, ha testato il funzionamento di un propulsore aereonautico alimentato da celle a combustibile e idrogeno liquido.
Il test, condotto con il propulsore installato su un banco di prova Iron Bird utilizzato per il collaudo dei motori aeronautici e alimentato da un modulo di stoccaggio da duecento litri d’idrogeno liquido per un’ora e quaranta minuti, ha permesso di simulare a terra le normali condizioni di volo dell’unità propulsiva.
L’idrogeno, attraverso lo sviluppo di nuove tecnologie e sistemi di stoccaggio, è un vettore energetico che permette di sviluppare un modello di aviazione sostenibile, in grado di ridurre le emissioni inquinanti.
L’idrogeno: un vettore energetico per l’aviazione sostenibile
L’Universal Hydrogen, fondata nel 2020 nella Silicon Valley in California, ha l’ambizione di utilizzare l’idrogeno liquido come vettore energetico per l’aviazione sostenibile.
Il sistema, sviluppato dalla società statunitense, è formato da un propulsore elettrico a celle a combustibile alimentate con idrogeno liquido, contenuto in un modulo di stoccaggio.
La tecnologia, che permette di sostituire i propulsori turboelica che equipaggiano i velivoli regionali come l’ATR72, offre la possibilità di ridurre le emissioni inquinanti dell’aeronautica civile.
Il modulo di stoccaggio, sviluppato nel centro d’ingegneria e progettazione dell’Universal Hydrogen a Tolosa in Francia, è stato progettato per contenere circa duecento litri d’idrogeno liquido.
Progettato con una forma simile a un serbatoio, per essere trasportato e integrato facilmente nelle stive di carico dei velivoli, il modulo di stoccaggio permette d’immagazzinare la quantità di vettore energetico green necessaria per alimentare i motori.
Poiché l’idrogeno è prodotto allo stato gassoso, come avviene attraverso il processo elettrochimico dell’elettrolisi dell’acqua, richiede un ampio volume di stoccaggio.
Di conseguenza, la quantità del vettore energetico green che può essere immagazzinata, per unità di volume, è relativamente limitata.
Per superare i limiti imposti delle stive dei velivoli, evitando serbatoi troppo grandi che ridurrebbero la capacità di carico e l’autonomia di volo dei vettori, la società californiana ha sviluppato moduli di stoccaggio in grado d’immagazzinare idrogeno liquido.
Stoccando l’idrogeno liquido, a meno duecentocinquanta gradi centigradi, è possibile immagazzinare una quantità superiore del vettore energetico per unità di volume di serbatoi.
Un test per sperimentare una tecnologia innovativa
Il sistema di conversione, progettato per ridurre le emissioni inquinanti e sviluppare un modello di aviazione sostenibile, permette l’utilizzo dell’idrogeno liquido.
La tecnologia, ancora in fase di sviluppo, è stata sottoposta a una sessione di collaudo il ventisette febbraio 2024.
Il test condotto nel Mojave Air e Space Port in California, l’aeroporto noto come un importante centro per le attività aerospaziali e per i voli sperimentali, ha permesso di verificare il funzionamento del sistema sviluppato dalla società statunitense.
Utilizzando un banco di prova Iron Bird, progettato per simulare a terra il funzionamento di un propulsore aeronautico in condizioni di volo reali, è stato possibile alimentare il motore a celle a combustibile attraverso il modulo di stoccaggio dell’idrogeno progettato dalla società californiana.
Il propulsore a celle a combustibile di classe megawatt, istallato sul banco di prova Iron Bird, è stato dotato di tutti i collegamenti necessari per monitorare e registrare i dati che si riferiscono al funzionamento.
Il sistema di stoccaggio dell’idrogeno liquido, con una capacità di duecento litri, permette di sviluppare un modello di aviazione sostenibile.
Il banco di prova Iron Bird, attraverso il sistema di stoccaggio del vettore energetico, ha permesso di testare il funzionamento del motore a celle a combustibile per un’ora e quaranta minuti.
Durante il test, oltre a verificare il corretto funzionamento di tutti i sistemi sviluppati dalla società statunitense, è stato simulato il profilo di volo di un aereo regionale.
L’idrogeno liquido, considerato un vettore energetico sostenibile con elevato potenziale energetico e con l’esito positivo del test condotto nel Mojave Air e Space Port, può assumere un ruolo fondamentale per sostenere la transizione energetica dell’aviazione civile.
Una tecnologia efficiente per un futuro sostenibile
Il sistema sviluppato dall’Universal Hydrogen, che utilizza l’idrogeno per alimentare i propulsori aeronautici a celle a combustibile, può garantire un futuro sostenibile per l’aviazione.
L’utilizzo del vettore energetico green, con flessibilità d’utilizzo ed emissioni inquinanti nulle, permette di sostenere la transizione energetica e mitigare gli effetti del cambiamento climatico.
L’utilizzo dell’idrogeno nell’aviazione civile, considerato uno dei settori con la maggiore dipendenza dai combustibili fossili, offre la possibilità di sostenere una riqualificazione energetica in grado di garantire efficienza e sostenibilità ambientale.
Una delle maggiori difficoltà che bisogna affrontare, per sviluppare una tecnologia che permetta di ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, è quella di realizzare sistemi in grado d’integrare efficacemente nell’aviazione civile il vettore energetico green.
Considerata la ridotta capacità di carico degli aerei, in base alle dimensioni delle stive di carico e per non ridurre l’autonomia di volo, bisogna utilizzare vettori energetici con flessibilità analoga ai combustibili fossili.
L’idrogeno liquido, immagazzinato nei moduli di stoccaggio sviluppati dall’Universal Hydrogen, offre una soluzione sostenibile per l’aviazione civile.
Il sistema sviluppato dalla società californiana, con la possibilità di stoccare una quantità di energia tre volte superiore per unità di volume rispetto al cherosene normalmente utilizzato come combustibile, offre importanti prospettive per ridurre le emissioni inquinanti del comparto aereo.
Le tecnologie adottate, per integrare l’idrogeno nell’aviazione civile, permettono di sviluppare un comparto aereo sostenibile ed energeticamente efficiente.
