Новости

Криосжатый водород: увеличение дальности полета самолета на 40% по сравнению с жидким H2

Криосжатый водород: увеличение дальности полета самолета на 40 % по сравнению с жидким H2

ZeroAvia работает со стартапом Verne из Сан-Франциско, чтобы внедрить еще более энергоемкую форму водорода в экологически чистое авиационное пространство. Криосжатый H2 может снизить затраты, ускорить заправку топливом и увеличить дальность полета на 40 %, чем криогенный жидкий H2.

Водород — это заноза в заднице. Его трудно хранить и транспортировать: для получения полезного объема требуются либо сверхнизкие температуры, либо энергоемкое сжатие. Его производство энергонеэффективно, и для него как такового нет сети сбыта.

Но если вы хотите декарбонизировать авиацию, это один из немногих реальных вариантов топлива. Возможно, он несет не так много энергии, как реактивное топливо, но дает огромный прирост плотности энергии по сравнению с литиевыми батареями. Следовательно, такие компании, как ZeroAvia, круглосуточно работают над тем, чтобы протестировать и утвердить его для использования в коммерческих самолетах. Испытательные полеты на газообразных водородных топливных элементах уже идут полным ходом – даже на небольших авиалайнерах – и в прошлом году состоялся первый в истории пилотируемый полет самолета, работающего на жидком водороде – решение следующего поколения, которое должно значительно увеличить дальность полета.

Теперь ZeroAvia планирует привлечь к обсуждению третью форму водородного топлива, способную переносить еще больше энергии.

Идея криосжатого водорода (CcH2) существует уже более 25 лет. Впервые она была предложена в качестве энергетической среды высокой плотности Сальвадором Асевесом из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, BMW создала прототипы системы CcH2 для легковых автомобилей более 10 лет назад, а Cryomotive является одной из многих компаний, которые сейчас стремятся внедрить свою систему CcH2. преимущества для дальнемагистральных грузоперевозок, обещая запас хода и быстрое время заправки дизельного топлива с нулевым уровнем выбросов и запасом более 3000 Втч/кг.

Так что же это такое? CcH2 эффективно сочетает в себе криогенное охлаждение, используемое для сжижения водорода, с некоторым сжатием, используемым для хранения газообразного водорода. Там, где жидкий водород требует температуры ниже 20 К (-253 °C/-423 °F) при давлении окружающей среды, а газообразный водород имеет тенденцию сжиматься до диапазона 700 бар при температуре окружающей среды, CcH2 является практической промежуточной точкой и может обеспечить значительно более высокую плотность хранения данных.

Допустим, вы поддерживаете температуру водорода 20 К, а затем сжимаете ее до 240 бар. По данным Лангми и др., объемное запасение водорода увеличивается с 70 г/литр до 87 г/литр. Но вы также значительно снижаете или, возможно, даже почти устраняете потери при выкипании, характерные для хранения жидкого H2. И вы можете заправляться со скоростью перекачки жидкости, не нуждаясь в компрессорном оборудовании стоимостью в миллионы долларов на каждой заправочной станции.

Криосжатый водород: увеличение дальности полета самолета на 40% по сравнению с жидким H2

Представители LLNL и Verne с системой хранения Verne CcH2, масштабированной для использования на полуприцепах. Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора

Как объясняет Composites World , вы также можете использовать гораздо более легкие резервуары или строить их из более дешевых материалов, потому что вам не нужно выдерживать давление 700 бар. И вам не нужно устанавливать активное охлаждение в вашем автомобиле; изолированный бак сам поддерживает свою криогенную температуру, поскольку каждый раз, когда вы используете топливо, оставшееся топливо расширяется в бак, и термодинамика снижает температуру.

И, следовательно, новый Меморандум о взаимопонимании ZeroAvia с Верном. В прошлом году Верн работал с Ливерморской национальной лабораторией Лоуренса, чтобы продемонстрировать систему CcH2, работающую при неизвестных уровнях давления и температуры, но способную хранить на 27% больше водорода, чем система жидкого H2 того же размера.

Верн считает, что может довести свою технологию CcH2 до «на 40 процентов большей полезной плотности водорода, чем жидкий водород», и теперь он работает с ZeroAvia, чтобы «совместно оценить возможности» CcH2 в авиации. а также исследование наземной инфраструктуры, необходимой для быстрой дозаправки в аэропортах.

Будет интересно посмотреть, к чему это приведет. В интервью Composites World Тобиас Бруннер из Cryomotive объяснил, что его компания считает, что ее хранилище CcH2 может «хорошо подойти для авиации», но только для небольших самолетов, поскольку, как только вы перейдете на очень большие резервуары, вмещающие сотни или тысячи килограммов топлива, жидкий водород снова становится более легким решением на системном уровне. Интересно, есть ли у Верна другой подход?

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Кнопка «Наверх»