Przemysł lotniczy odpowiada za około 2,5% globalnych emisji CO₂, a mimo wieloletnich wysiłków w opracowywaniu bardziej ekologicznych paliw czy efektywniejszych konstrukcji samolotów, liczby te nie uległy znaczącej zmianie. Jednak NASA, będąca jednocześnie amerykańską agencją aeronautyczną, konsekwentnie poszukuje bardziej zrównoważonych rozwiązań dla transportu powietrznego. Niedawno wsparła kolejny przełomowy projekt, przyznając grant z programu NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts) Phillipowi Ansellowi z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign na rozwój hybrydowego napędu wodorowego dla lotnictwa – Hy2PASS (Hydrogen Hybrid Power for Aviation Sustainable Systems).
Hy2PASS to nowoczesny układ napędowy łączący ogniwa paliwowe i turbinę gazową do zasilania samolotu. Choć hybrydowe systemy napędowe w lotnictwie były już testowane, Hy2PASS wprowadza nowatorskie rozwiązanie w zakresie zarządzania powietrzem, które znacząco zwiększa wydajność całego systemu.
W tradycyjnych hybrydowych układach lotniczych ogniwo paliwowe pobiera wodór i przekształca go w energię elektryczną, napędzając kompresor, który dostarcza powietrze do turbiny. W systemie Hy2PASS kompresor nie jest bezpośrednio sprzężony z turbiną, lecz działa niezależnie, dostarczając tlen zarówno do turbiny, jak i do katody ogniwa paliwowego, zapewniając jego nieprzerwaną pracę.
Dzięki temu rozwiązaniu wyeliminowane zostaje ciepło odpadowe powstające przy mechanicznym połączeniu kompresora i turbiny. Dodatkowo, system może niezależnie regulować ciśnienie w kompresorze, optymalizując jego prędkość bez konieczności dostosowywania jej do pracy turbiny.
Najważniejszym efektem tej innowacji jest jednak całkowita eliminacja emisji szkodliwych gazów – jedynym produktem spalania wodoru jest woda. W teorii taki napęd stanowiłby święty Graal lotnictwa ekologicznego, którego NASA i branża lotnicza poszukują od lat.
Mimo obiecujących rezultatów koncepcja wciąż znajduje się na wczesnym etapie badań. Grant NIAC w fazie I pozwoli zespołowi dr. Ansella na zweryfikowanie wykonalności systemu i przeprowadzenie pierwszych testów. Kluczowe będzie także dopracowanie modelu optymalizacji trajektorii lotu, który pozwoli zminimalizować zapotrzebowanie na energię i określić potencjalne ograniczenia systemu w praktycznych zastosowaniach.
Jeśli projekt odniesie sukces, a biorąc pod uwagę wcześniejsze osiągnięcia dr. Ansella dla NASA, jest to bardzo prawdopodobne, samoloty napędzane wodorem mogą wrócić do użytku w niedalekiej przyszłości, tym razem odgrywając kluczową rolę w eliminacji emisji z jednej z najważniejszych gałęzi transportu.
Źródło: Universe Today
