Primo volo con idogeno liquido: il progresso green che avanza

H2FLY, lo sviluppatore di carburante a idrogeno e tecnologie sostenibili per l’aviazione, ha recentemente raggiunto un traguardo importante, completando con successo il primo volo pilotato al mondo di un aereo elettrico alimentato a idrogeno liquido. Il volo faceva parte di una serie di voli di campagna di test condotti dalla compagnia tedesca di Stoccarda.

I voli sono stati effettuati dall’aereo dimostrativo HY4 dello sviluppatore, un aereo pilotato dotato di un sistema di propulsione a celle a combustibile idrogeno-elettriche. La compagnia ha affermato che il volo getta le basi per voli sostenibili a lungo raggio alimentati da idrogeno liquido.

H2FLY ha completato quattro voli di prova con l’HY4 vicino a Maribor, in Slovenia, incluso uno che, secondo quanto riferito, è durato più di tre ore. Dopo la campagna di volo di prova, il team ha scoperto che l’utilizzo di idrogeno liquido anziché gassoso raddoppia la portata massima dell’HY4 da circa 700 km a 932 miglia (1.500 km). Secondo la compagnia, i risultati segnano un passo fondamentale verso la realtà dei voli commerciali a medio e lungo raggio senza emissioni.

L’idrogeno criogenico liquefatto (LH2) consente pesi e volumi dei serbatoi inferiori a un livello significativo rispetto all’idrogeno gassoso pressurizzato (GH2), portando a un’autonomia estesa per gli aeromobili e a un carico utile utile. Il recente sviluppo stia influenzando la tecnologia per altri velivoli. Secondo la società, la campagna di test di volo è il culmine del progetto HEAVEN, un consorzio riunito per dimostrare la fattibilità dell’utilizzo dell’idrogeno criogenico liquido per alimentare gli aerei. Secondo quanto riferito, H2FLY guida il gruppo e collabora con Air Liquide, Pipistrel Vertical Solutions, il Centro aerospaziale tedesco, EKPO Fuel Cell Technologies e Fundación Ayesa.

Supportato dal governo europeo, il progetto HEAVEN è finanziato anche dal Ministero federale tedesco per gli affari economici e l’azione per il clima, dal Ministero federale tedesco per i trasporti digitali e dall’Università di Ulm, secondo H2FLY. Il prossimo punto all’ordine del giorno, H2FLY lavorerà verso la commercializzazione. A giugno, la società ha annunciato la prossima generazione di sistemi di celle a combustibile ad alta quota, che secondo quanto riferito forniscono agli aerei la massima autonomia ad altitudini fino a 27.000 piedi.

Il volo a idrogeno liquido

Un aereo alimentato a idrogeno è un aereo che utilizza l’idrogeno come fonte di energia. L’idrogeno può essere bruciato in un motore a reazione o in un altro tipo di motore a combustione interna, oppure può essere utilizzato per alimentare una cella a combustibile per generare elettricità per alimentare un propulsore elettrico. Non può essere immagazzinato in un’ala bagnata tradizionale e i serbatoi di idrogeno devono essere alloggiati nella fusoliera o supportati dall’ala.

L’idrogeno, che può essere prodotto da energia a basse emissioni di carbonio e può produrre zero emissioni, può ridurre l’impatto ambientale dell’aviazione. Boeing riconosce il potenziale tecnologico e Airbus prevede di lanciare il primo aereo commerciale alimentato a idrogeno entro il 2035. McKinsey & Company prevede che gli aerei a idrogeno entreranno sul mercato alla fine degli anni ’30 e si espanderanno fino al 2050, quando potrebbero rappresentare un terzo della domanda energetica dell’aviazione.

Sarebbe necessaria una notevole produzione elettrica aggiuntiva poiché l’energia del carburante per aerei consumata nel 2019 rappresentava il 14% dell’elettricità mondiale; e generare l’energia necessaria, produrre, liquefare e distribuire l’idrogeno costerebbe diversi trilioni di dollari. Alan H. Epstein del MIT ritiene che gli investimenti sarebbero meglio spesi sul carburante sostenibile per l’aviazione piuttosto che sugli aerei a idrogeno.

La bassa densità energetica volumetrica dell’idrogeno pone sfide durante la progettazione di un aereo, dove peso e volume sono fondamentali. Per ridurre le dimensioni dei serbatoi è possibile utilizzare idrogeno liquido, che richiede serbatoi di carburante criogenici. I serbatoi cilindrici riducono al minimo la superficie per un peso minimo di isolamento termico, portando ai serbatoi nella fusoliera anziché alle ali bagnate negli aerei convenzionali.

Il volume e la resistenza dell’aereo verrebbero notevolmente aumentati da serbatoi di carburante tre volte più grandi, altamente isolati e sferici o cilindrici. Una fusoliera più grande aggiungerebbe maggiore resistenza all’attrito della pelle e alla resistenza delle onde a causa dell’area extra bagnata; peso aggiuntivo del serbatoio; e variazioni di peso e bilanciamento durante il volo