Bir hidrojen uçağı , hidrojenle çalışan bir uçaktır . Dihidrojen, elektrik motorlarına güç sağlamak için elektrik üreten yakıt hücrelerine veya doğrudan reaktörlere güç sağlayabilir . Gemide veya yüksek basınçlı sıkıştırılmış gaz veya -253 °C'de sıvı halde depolanabilir .
Bir de yakıt hücresi modelinde , uçak olan basınçlı hidrojen tanklar da üreten yakıt hücresi, kaynağı elektrik oksijen ile hidrojeni tekrar birleştirilmesi ile; bu elektrik sonunda uçağın elektrik motorlarını besler . Bir kez hidrojen üretilir yere, bu yanma sadece sürümüdür su buharı .
İlk prototip hidrojen uçağı Boeing tarafından tasarlandı ve ilk kez 2008'de uçtu. Uçak 16.3 metre kanat açıklığına, 6.5 metre uzunluğa ve 800 kg ağırlığa sahipti, hidrojen deposu 34 litre kapasiteye sahipti. İlk uçuş İspanya'da gerçekleşti ve sadece yirmi dakika, yaklaşık 100 km/s hızla ve 1000 metre yükseklikte gerçekleşti. Yakıt hücresine ek olarak, uçakta kalkış için gerekli enerjiyi sağlayan bir lityum iyon pil bulunuyordu. Araç, Avusturyalı Diamond Aircraft Industries şirketi tarafından inşa edildi ve daha sonra Boeing Research & Technology Europe tarafından değiştirildi.
2020 yılında Airbus bunun amacı ile 2035 yılına 2028 yılında bir geliştirme programı başlatmak ve bir hidrojen uçağı hazırlamak istiyor açıkladı decarbonizing havacılık sektörünü üzerinde% 100 bağlı bugün fosil yakıtlar . Üç model sunulacak:
Hidrojen uçağı, Avrupalı uçak üreticisinin karbon sonrası dünyaya geçişine hazırlanmaları için "büyük bir stratejik eksen" olarak kabul ediliyor. Fransız devlet 1,5 milyar tahsis etmeye karar verdi avro aşağıdaki havacılık sektörüne verdiği desteği planının bir parçası olarak bu uçakların gelişmesine 2019 coronavirüs hastalık sağlık krizi .
Göre Airbus için CEO'su Guillaume Faury , yatırım projesi tamamlamak için milyarlarca euro onlarca temsil edecek.
Boeing kendi adına, henüz bu hırslara sahip değil, şirket tamamlanıncaya kadar gizli tutulan projeleriyle tanınıyor.
Airbus, Air Liquide ve ADP grubu, gelecekteki hidrojen uçaklarının 2035 civarında havaalanlarına gelmesini öngörmek için Haziran 2021'de bir anlaşma imzaladı. 2021 sonbaharına kadar otuz civarındaki durumu incelemeyi planlıyorlar. havaalanları ve daha özel olarak Roissy'nin durumu hakkında -CDG ve Orly, yıl sonuna kadar. Bu çalışmalar özellikle hangi miktarlarda hidrojenin hangi tarihte, hangi süreçle ve hangi sahada üretilmesi gerektiğini bilmeyi mümkün kılacaktır.
Airbus, Haziran 2021'de, biri Nantes'te, diğeri Bremen'de bulunan ve özellikle bileşenin üretiminden sorumlu olacak, ZEDC kısaltması altında dahili olarak belirlenmiş iki "sıfır emisyonlu geliştirme merkezi" oluşturacağını duyurdu. geleceğin hidrojen uçağı: 2023'ten kriyojenik tanklar. Uçuş testleri bir A380 kullanacak.
Bu tür bir cihazın geliştirilmesinde çeşitli teknik zorluklarla karşılaşılmaktadır.
Dihidrojen doğada yoktur veya neredeyse yoktur, bu nedenle yakıt hücrelerine güç sağlamak için üretilmelidir. Bugün üretilen hidrojenin %96'sı hidrokarbonların, özellikle de doğal gazın buharla yeniden şekillendirilmesinden gelmektedir . Bu şekilde üretilen hidrojenin kullanımı bugün ekolojik açıdan ilgi çekici değildir, çünkü yanması yalnızca su buharı salmasına rağmen, üretimi büyük miktarda CO2 yayar ..
Kimyasal denklemi Bu işlem için:
Hidrojen üretmek için kömür kullanıldığında üretim özellikle kirleticidir .
Dihidrojeni karbonsuz bir şekilde üretmek için , su moleküllerini ayrıştıracak ve böylece bir tarafta dihidrojen, diğer tarafta dioksijen oluşturacak suyu elektrolize etmek mümkündür . Ancak bu süreç, yalnızca elektrolizörü besleyen elektrik de karbonsuz ise, yani elektrolizöre yenilenebilir veya nükleer enerji sağlanıyorsa gerçekten karbonsuzdur . Hidrojen bu şekilde üretildiğinde, yeşil (yenilenebilir) veya sarı (nükleer) hidrojen olarak adlandırılır .
Suyun karbonsuz elektrikle elektrolizi yoluyla hidrojen üretimi , havacılık sektörünün gerçekten karbonsuz olması için gerekli bir koşuldur, ancak bu üretim şekli özellikle enerji yoğun olmaya devam etmektedir. Bir araştırmacı ekibi Toulouse o yerine alacaktı ne kadar elektrik tahmin etmeye çalıştı gazyağı gelen Paris-Charles de Gaulle havaalanı ve yalnızca bu havaalanı için alacağını sonucuna:
Bu rakamlar , özellikle sektörün her 15 yılda bir ikiye katlanmasının beklendiği bir bağlamda, havacılık sektörünün enerji geçişinin fizibilitesi sorusunu gündeme getiriyor .
Ayrıca, bu “sıfır emisyonlu” uçaklar en iyi ihtimalle sadece 3500 km menzile sahip olacaktır ; Sektörün emisyonlarının %40'ı 3.500 km üzeri uçuşlarda meydana gelmektedir .
Ayrıca, "düşük karbonlu" olarak adlandırılan bu üretim yöntemleriyle elektrik üretimi, yenilenebilir enerjilerle önemli miktarda metal ve uzay tüketimi, bol fakat yenilenemeyen uranyum tüketimi gibi diğer çevresel sorunlara yol açma riskleri taşımaktadır. kaynak ) ve nükleer sektör tarafından radyoaktif atık üretimi .
Buhar reformu, endüstriyel hidrojen üretimi için mevcut en ekonomik prosestir: fiyatı 1,5 €/kg civarındadır . Elektroliz yoluyla hidrojen ise 6 € / kg veya dört kat daha pahalıdır. Ek olarak, yenilenebilir enerjilerin kullanılması potansiyel bir ek maliyet ortaya çıkabilir.
Airbus, uçağını geliştirmek için önemli bir hidrojen üretim sektörünün geliştirilmesine ve aynı zamanda havaalanlarında verimli bir dağıtım ağına güvenmek zorunda kalacak .
Sıvı hidrojen, belirli bir enerji miktarı için kerosenden dört kat daha büyük bir depolama alanı kaplar. Kriyojenik tanklar , örneğin kanatlarda entegrasyonlarını zorlaştıran basınca dayanacak şekilde silindirik veya küresel olmalıdır. Sıvı halde depolanabilmesi için hidrojenin -253 °C'ye soğutulması gerekir .
Dihidrojen ayrıca birkaç yüz barda sıkıştırılmış biçimde depolanabilir. ZeroAvia girişimi, 2019 yılında, halihazırda piyasada bulunan otomobillerde kullanılanlara benzer şekilde, kanat uçlarına takılı tanklarla donatılmış bir uçakta testler yapıyor.