Ultra

Um projeto revolucionário de tanque criogênico promete aumentar radicalmente o alcance das aeronaves movidas a hidrogênio - a ponto de aviões limpos com células de combustível voarem até quatro vezes mais longe do que aviões comparáveis ​​movidos ao combustível de jato sujo de hoje.

O peso é o inimigo de todas as coisas aeroespaciais - de fato, o armazenamento superior de energia do hidrogênio por peso é o que o torna uma alternativa tão atraente às baterias de lítio no mundo da aviação. Já escrevemos antes sobre a tecnologia de célula de combustível turbo refrigerada a ar da HyPoint, mas seu principal diferencial no mercado de aviação é sua enorme densidade de potência em comparação com as células de combustível tradicionais. Por sua alta potência, é extremamente leve.

Agora, parece que a HyPoint encontrou um parceiro de mentalidade semelhante que está fazendo reivindicações semelhantes no lado do armazenamento de combustível. A Gloyer-Taylor Laboratories (GTL), empresa do Tennessee, trabalha há muitos anos no desenvolvimento de tanques criogênicos ultraleves feitos de compósitos de fibra de grafite, entre outros materiais.

A GTL afirma ter construído e testado vários tanques criogênicos demonstrando uma enorme redução de massa de 75% em comparação com "criotanques aeroespaciais de última geração (metal ou composto)". A empresa diz que testou a estanqueidade, mesmo através de vários ciclos de pressão criotérmica, e que esses tanques estão em um nível de prontidão tecnológica (TRL) de 6+, onde o TRL 6 representa uma tecnologia que foi verificada em um protótipo beta nível em um ambiente operacional.

Esse tipo de redução de peso faz uma enorme diferença quando você está lidando com um combustível como o hidrogênio líquido, que pesa tão pouco por si só. Para colocar isso em contexto, Val Miftakhov da ZeroAvia nos disse em 2020 que, para um tanque típico de hidrogênio de gás comprimido, a fração de massa típica (quanto o combustível contribui para o peso de um tanque cheio) era de apenas 10-11 por cento. Cada quilo de hidrogênio, em outras palavras, precisa de cerca de 9 kg de tanque para carregá-lo.

O hidrogênio líquido, disse Miftakhov na época, poderia permitir que os aviões de hidrogênio superassem os jatos de querosene regulares no alcance.

“Mesmo com uma fração de massa de 30%, que é relativamente alcançável no armazenamento de hidrogênio líquido, você teria a utilidade de um sistema de hidrogênio maior do que um sistema de combustível de aviação por quilo”, disse ele.

A GTL afirma que o criotanque de 2,4 m de comprimento e 1,2 m de diâmetro (7,9 pés de comprimento e 3,9 pés de diâmetro) retratado no início deste artigo pesa apenas 12 kg (26,5 lb). Com uma saia e "concha de Dewar a vácuo" adicionada, o peso total é de 67 kg (148 lb). E pode conter mais de 150 kg (331 lb) de hidrogênio. Isso é uma fração de massa de quase 70 por cento, deixando bastante peso livre para equipamentos de crio-resfriamento, bombas e outros enfeites, mesmo mantendo uma fração de massa total do sistema acima de 50 por cento.

Se fizer o que diz na lata, isso promete ser extremamente perturbador. Com uma fração de massa de mais de 50%, a HyPoint diz que permitirá que aeronaves limpas voem quatro vezes mais longe do que uma aeronave comparável movida a combustível de aviação, ao mesmo tempo em que reduz os custos operacionais em cerca de 50% em uma base de dólar por passageiro-milha – e eliminando completamente as emissões de carbono.

HyPoint dá o exemplo de um típico De Havilland Canada Dash-8 Q300, que transporta 50-56 passageiros por cerca de 1.558 km (968 milhas) com combustível de aviação. Adaptado com um trem de força de célula de combustível e um tanque composto GTL, o mesmo avião pode voar até 4.488 km (2.789 milhas).

“Essa é a diferença entre este avião indo de Nova York a Chicago com altas emissões de carbono versus Nova York a São Francisco com zero emissões de carbono”, disse o cofundador da HyPoint, Sergei Shubenkov, em um comunicado à imprensa.

Não há setor no mundo da aviação que não esteja atento a esta notícia. De VTOLs elétricos a aviões intercontinentais de tamanho normal, não há muitos operadores que não gostariam de aumentar drasticamente o alcance do voo, reduzir custos, eliminar emissões de carbono ou simplesmente reduzir o peso para aumentar a carga ou a capacidade de passageiros.