Prvý turbínový motor na kvapalný vodík na svete
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 15. 1. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Letecký priemysel sa už dlho neúnavne usiluje o technologický pokrok, účinnosť a udržateľnosť pohonu. V rámci nedávnej spolupráce sa spoločnosti TurboTech, Safran a Air Liquide spojili s cieľom overiť uskutočniteľnosť použitia kvapalného vodíka na pohon turbínového motora.
Približne pred rokom, konkrétne 11. januára 2024, spoločnosti Safran a TurboTech úspešne vykonali pozemné skúšky malého turbovrtuľového motora TP-R90 - určeného pre dvoj až sedemmiestne lietadlá - s použitím plynného vodíka. Išlo o súčasť projektu BeautHyFuel, ktorý predstavuje spoluprácu prevažne leteckých spoločností s cieľom preskúmať potenciál využitia vodíka v ľahkom letectve.
Dňa 13. januára 2025 - s podporou francúzskeho úradu pre civilné letectvo - spoločnosti Turbotech, Safran a Air Liquide (spoločnosť, ktorá sa špecializuje na pokročilé kryogénne skladovanie vodíka) úspešne vykonali pozemné skúšky turbínového motora poháňaného kvapalným vodíkom. Tento typ paliva bol prvýkrát použitý v turbínovom motore určenom pre ľahký letecký trh.
Spolupráca využíva osobitnú odbornosť každej spoločnosti. Turbotech sa špecializuje na ultraúčinné technológie ľahkých turbín; Safran má rozsiahle skúsenosti s pohonnými systémami a návrhmi palivových systémov; a Air Liquide sa zameriava na skladovanie vodíka a riadenie manipulácie s ním.
„Ide o významný krok vpred pri prechode na plne dekarbonizovaný pohon lietadiel, ktoré budú pripravené lietať hneď, ako sa vo svete začne masovo vyrábať ekologický vodík,“ povedal Damien Fauvet, generálny riaditeľ spoločnosti Turbotech.
Vodík je často vychvaľovaný ako čistá alternatíva fosílnych palív. Pri spaľovaní pri nízkych teplotách je jeho jedinou kvantifikovateľnou emisiou voda. Pri spaľovaní pri vysokých teplotách nad 1 093 ºC však dusík vo vzduchu reaguje s kyslíkom a vytvára oxidy dusíka (NOx). Poznáme to ako to, čo sa mieša s vlhkosťou vo vzduchu a vytvára kyselinu dusičnú, známu aj ako „kyslý dážď“.
Vodík má zo svojej podstaty extrémne vysokú teplotu plameňa až do 3 038 ºC, čo je vhodné na tvorbu NOx. Množstvo NOx vznikajúcich v spaľovacích motoroch je možné znížiť použitím metód chladenia, ako je vstrekovanie vody, postupné spaľovanie, chudobnejší chod (menej paliva, viac vzduchu) alebo jednoducho použitím paliva, ktoré bolo ochladené.
Hoci spaľovanie vodíka nemusí byť zatiaľ „čistým a dokonalým“ riešením, aj pri najväčšom znečistení je to oveľa čistejšie ako spaľovanie petroleja alebo benzínu, pretože vodík nevytvára CO2, sadze ani iné nespálené uhľovodíky. Má tiež viac energie ako letecké palivo (petrolej) v hmotnostnom vyjadrení. Nafta má približne 12,0 kWh / kg, zatiaľ čo vodík má takmer trojnásobnú hodnotu, až 33,3 kWh / kg.
„Sme hrdí na to, že sa môžeme podieľať na tomto projekte ako uznávaný odborník na vodíkové technológie,“ povedal Xavier Traversac, viceprezident spoločnosti Air Liquide Advanced Technologies. „Vodík je jedným z kľúčových prvkov pri prechode na energetiku - a tento úspech je ďalším krokom k nízkouhlíkovému lietaniu.“
Z dlhodobého hľadiska je vodík čistejšou a udržateľnejšou cestou, najmä keď sa technológie a infraštruktúra zlepšujú. V súčasnosti je vodík drahý a ťažko sa s ním manipuluje. Na jeho výrobu, skladovanie a používanie sú potrebné špecializované zariadenia a motory. Kvapalný vodík si vyžaduje ešte špecializovanejšie vybavenie, pretože musí byť udržiavaný pri teplote -253 ºC alebo nižšej, aby zostal kvapalný.
Výhodou kvapalného vodíka oproti jeho plynnej forme je jeho skladovanie. Dokonca aj pri skladovaní pod vysokým tlakom 700 barov je plynný vodík stále podstatne menej hustý ako kvapalný vodík, ktorý sa zvyčajne skladuje v rozmedzí 1 - 10 barov, čo umožňuje skladovať viac paliva v rovnakom objeme. A viac paliva znamená väčší dojazd.
„Spojením našej technológie so systémom kryogénneho skladovania spoločnosti Air Liquide, ktorý poskytuje hustotu energie potrebnú pre aplikácie v lietadlách, sme preukázali, že je možné vytvoriť kompletné vysoko technologické pohonné riešenie s nulovými emisiami uhlíka počas letu a že ho možno priamo integrovať do ľahkých lietadiel,“ dodal Pierre-Alain Lambert, viceprezident pre vodíkové programy spoločnosti Safran.
