El primer avión tripulado de hidrógeno líquido del mundo ha volado
En un aeropuerto algo pequeño y modesto en Maribor, Eslovenia, la startup alemana de propulsión de hidrógeno H2FLY ha estado construyendo silenciosamente un hito importante en la aviación de cero emisiones durante el verano. Y todo el arduo trabajo dio sus frutos, con la finalización exitosa del primer vuelo tripulado propulsado por hidrógeno líquido del mundo.
Antes de que cualquier entusiasta de la historia de la aviación vaya allí, "¿pero qué pasa con el Tupolev Tu-155?" — Sí, los soviéticos probaron el hidrógeno líquido como combustible hace 35 años, pero sólo para uno de los tres motores. Por el contrario, el HY4 de H2FLY ahora utiliza sólo hidrógeno líquido (a diferencia del tipo gaseoso) como combustible, dependiendo únicamente de un tren motriz de pila de combustible de hidrógeno para el vuelo completo.
El jueves, este reportero de TNW estuvo presente en el cuarto de una serie de vuelos de prueba. El evento marcó el final del Proyecto HEAVEN, una asociación financiada por la UE para demostrar la viabilidad del uso de hidrógeno líquido criogénico en aviones. (Es la abreviatura de sistema FC de alta densidad de energía para automóviles de pasajeros de aviones propulsados por hidrógeno líquido, solo para su información)
Hidrógeno líquido versus hidrógeno gaseoso como combustible para aviones
Mientras que el vuelo de demostración de ayer duró alrededor de 10 minutos, hace unos días, el HY4 y sus dos pilotos permanecieron en el aire durante 3 horas y 1 minuto, una hazaña que requirió 10 kg de hidrógeno. Si se utiliza toda la capacidad de almacenamiento del avión de 24 kg, puede durar hasta 8 horas.
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"Parece realmente asombroso, es un trabajo en equipo perfecto que cobra vida", dijo Johannes Garbino-Anton, uno de los pilotos del avión. Añadió que la tecnología "funciona perfectamente" y la mayor diferencia con un avión normal es la ausencia de vibraciones y ruidos. Y falta de emisiones de dióxido de carbono.
El sistema de propulsión del H2FLY consta de almacenamiento de hidrógeno, un convertidor de potencia de pila de combustible de 120 kW y un motor eléctrico. En total, H2FLY realizó ocho campañas de pruebas de vuelo este verano. El HY4 eléctrico de hidrógeno ha estado volando desde 2016, pero el avance de este verano incluye operar el avión con hidrógeno líquido, el gas en lugar de hidrógeno.
El hidrógeno líquido es más denso en energía que su homólogo gaseoso. Esto significa que requiere mucho menos peso y volumen del tanque. En el mundo del transporte aéreo, especialmente en la modernización de aviones, no es necesario eliminar tantos asientos de pasajeros ni reducir el espacio de carga, es decir, la carga útil.
Pero quizás lo más significativo es que abre una gama mucho más amplia. Para el avión de prueba HY4, son 750 kilómetros con hidrógeno gaseoso frente a 1.500 kilómetros con líquido, o el doble de la distancia. Por otro lado, el hidrógeno líquido requiere temperaturas criogénicas (alrededor de -253°C), lo que aumenta la complejidad del transporte y el reabastecimiento de combustible.
Modernización de los fuselajes existentes con sistemas de propulsión de pilas de combustible de hidrógeno
El HY4 fabricado con fibra de vidrio y fibra de carbono no entrará en producción comercial. El siguiente paso de H2FLY será escalar el sistema de pila de combustible a una capacidad de megavatios. El sistema H2F-175 desbloqueará no sólo un mayor alcance sino también altitudes de hasta 27.000 pies. En asociación con Deutsche Aircraft, el dúo planea modernizar H2FLY, un demostrador Dornier 328 de 30 asientos con celdas de combustible eléctricas de hidrógeno, y comenzar vuelos de prueba para 2025.
El cronograma de la compañía es un poco más conservador. que algunos de sus competidoresPero el cofundador y director ejecutivo de H2FLY, el Dr. Joseph Kallo, dijo que prevé un sistema mejorado capaz de propulsar un avión regional con capacidad para 40 asientos y un alcance de unos 2.000 kilómetros para finales de la década.
"Como ingeniero, puedo decir que un avión de 40 asientos propulsado por hidrógeno es una cuestión de dinero y tiempo. Después de eso se vuelve visionario", afirmó Kallo.
Sin embargo, añadió que las pruebas hasta ahora indican que será posible ampliarlo a un tren motriz de 4MW + 4MW, que puede operar aviones más grandes con capacidad para 80 a 100 pasajeros. Tampoco descarta diseños de aviones completamente nuevos de nuevos fabricantes, por ejemplo con un cuerpo de ala combinado.
El hidrógeno líquido es un posible "cambio de juego" para la aviación comercial
Lo que requiere el futuro de la aviación propulsada por hidrógeno y quema limpia es infraestructura de abastecimiento de combustible, además del combustible real. Para el proyecto HEAVEN, H2FLY está trabajando con Air Liquide.
Para el proveedor francés de gas industrial, que apuesta fuertemente por el hidrógeno verde como parte del futuro mix energético, se trata también de demostrar eficiencia y reducir la demanda industrial. "Es la primera vez que llevamos combustible de hidrógeno líquido a un aeropuerto comercial", afirmó Pierre Crespi. Director de Innovación de Air Liquide Advanced Technologies.
El hidrógeno llegó a Maribor en camión, siguiendo los estrictos requisitos de seguridad de las autoridades eslovenas.
"No puedo enfatizar lo suficiente la importancia del logro en términos de la tecnología en sí", dijo Marco Rizzato, ingeniero de pruebas de vuelo de Pipistrel Vertical Solutions, quien apoyó la integración del tanque de combustible criogénico. "El hidrógeno líquido tiene el potencial de cambiar las reglas del 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 empresa trabaja en sistemas de propulsión en su conjunto, pero también desarrolla componentes individuales según sea necesario. En 2021, H2FLY fue adquirida por la empresa Joby Aviation, con sede en California, que está desarrollando un vehículo eléctrico de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) para operar servicios de taxi aéreo.
