A fenntartható repülőgép-üzemanyag (angolul Sustainable Aviation Fuel, rövidítve: SAF) felkapott téma, bár a technológia egy része megkérdőjelezhető – írja a CleanTechnica. Az egyik technológia a kukoricából készít repülőgép-üzemanyagot, ami nagyszerű, ha figyelmen kívül hagyjuk azt a tényt, hogy a műtrágyák és növényvédő szerek, valamint a mezőgazdasági gépek működtetéséhez szükséges dízelüzemanyag mellett az AgDaily szerint körülbelül 1,2 hordó olajra van szükség egy hektár kukorica termesztéséhez.
Az SAF és az olajfogyasztás közötti dilemmát hidrogénnel lehet enyhíteni.
A Toshibának és az Airbusnak más terve van, bár ők a sugárhajtóművektől érkező tolóerő helyett a propellerek erejében hisznek. Javaslatuk kulcsa, hogy a hidrogént mínusz 253ºC-ra kell hűteni, hogy folyékonnyá váljon. Ilyen alacsony hőmérsékleten egyes anyagok szupravezetővé válnak.
Miért ne használhatnák a folyékony hidrogén alacsony hőmérsékletét egy motor elektromos hatásfokának növelésére, amely aztán egy légcsavart fog forgatni? A partnerség célja egy két megawattos szupravezető prototípus közös kifejlesztése.
A zöld hidrogénnel általában az a probléma, hogy nagyon sok villamos energiát igényel. Nemcsak az kerül sokba, hogy a hidrogént kiválasszuk a vízből, hanem aztán még sűríteni is kell, szivattyúzni, szállítani, újra szivattyúzni, majd egy üzemanyagcellán átfuttatni, hogy ismét áramot termeljen. Minden lépésnél vannak átalakítási veszteségek, és a végén többször annyi áramot használunk fel, mintha csak egy akkumulátort töltenénk.
A szupravezetés előnye, hogy lehetővé teszi, hogy az elektromos áram egy elektromos vezetőn nagyrészt ellenállás nélkül áramoljon, ha az egy bizonyos hőmérséklet alá csökken.
A két vállalat szerint ez a megközelítés jól illeszkedhet a hidrogénhajtású repülőgépekhez, ha azok a -253 °C-os hőmérsékletű folyékony hidrogént nemcsak üzemanyagként, hanem az elektromos meghajtórendszerek hatékony hűtésére is használják. „A kriogén technológia lehetővé teheti a repülőgép elektromos rendszerein belül a szinte zavartalan energiaátvitelt, jelentősen javítva azok energiahatékonyságát és teljesítményét” – tették hozzá.
Közös sajtóközleményükben a két vállalat közölte, hogy az Airbus UpNext, az Airbus százszázalékos tulajdonú leányvállalata és a Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation, a Toshiba csoport energetikai részlege együttműködik és kölcsönösen megosztja egymással a szupravezető technológiákkal kapcsolatos tapasztalatait a jövőbeli hidrogénüzemű repülőgépek számára.
A légiközlekedési ipar szén-dioxid-mentesítésére irányuló törekvésekben a hidrogénüzemű repülőgépek az egyik ígéretes megoldás a 2050-re elérendő nettó nulla kibocsátás elérésére, legalábbis a rövid- és középtávú útvonalakon.
A szupravezető technológiák egyedülálló előnyt kínálnak a repülőgépeknek, amelyek -253 °C-os folyékony hidrogént használnak üzemanyagként, de az elektromos meghajtási rendszerek hatékony hűtésére is. A kriogén technológia lehetővé teheti a repülőgép elektromos rendszereinek szinte zavartalan energiaátvitelét, jelentősen javítva azok energiahatékonyságát és teljesítményét.
„A Toshibával való partnerség egyedülálló lehetőséget kínál arra, hogy túllépjünk a mai részleges szupravezető és hagyományos elektromos motorok korlátain. Az együttműködés révén olyan áttörést jelentő technológiát kívánunk megvalósítani, amely új tervezési lehetőségeket tárhat fel, különösen az Airbus jövőbeli hidrogénüzemű repülőgépei számára. Ez a partnerség természetes és lényeges lépést jelent a szupravezető motortechnológia továbbfejlesztésében, hogy megfeleljen a repülőgépipar igényeinek” – mondta Grzegorz Ombach, az Airbus kutatás-fejlesztési részlegének vezetője.
„A Toshiba szupravezető technológiával kapcsolatos szaktudása a nagy áramáramláshoz, motorhajtási technológiája a pontos áramszabályozáshoz, valamint fejlett forgógép-technológiája a stabil, nagy sebességű működéshez erős alapot képez ehhez a partnerséghez. Mindketten felismertük a szupravezető technológiákban rejlő óriási lehetőségeket a repülőgépek jövőjének alakításában és a légiközlekedési ipar szén-dioxid-mentesítésének előmozdításában. Biztosak vagyunk abban, hogy az Airbusszal való együttműködésünk kulcsszerepet fog játszani a következő generációs technológiák fejlesztésében a repülőgépipar számára” – mondta Tsutomu Takeuchi, aki a Toshiba energiarendszereiért felelős és a Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation igazgatója.
Az elmúlt 10 évben az Airbus erőfeszítéseket tett a szupravezető technológiák kockázatmentesítésére. Nemrégiben az Airbus UpNext elindította a Cryoprop nevű demonstrátort, amely egy két megawattos szupravezető elektromos meghajtási rendszer tesztelésére szolgál.
A Toshiba közel fél évszázada folytat kutatásokat és fejlesztéseket a szupravezető technológiai alkalmazások területén, és 2022 júniusában kiadta saját két megawattos osztályú szupravezető motorjának prototípusát mobilitási alkalmazásokhoz.
Az Airbus Tech Hub Japan projektet 2024 májusában jelentették be. A kezdeményezés célja, hogy partnerségeket alakítson ki az országban a kutatás, a technológia és az innováció előmozdítása érdekében a repülés- és űrkutatásban, és a határokat feszegetve felkészüljön a repülőgépek következő generációjára. A Toshiba és az Airbus közötti partnerség az első ilyen megállapodás Japánban.
Az Airbus és a Toshiba közötti partnerség merész lépés. Jelenleg még senki sem tudja, hogy ez az együttműködés meghozza-e gyümölcsét – azaz kereskedelmileg sikeres lesz-e. Másrészt az az elképzelés, hogy a repülőterek kiépítik a folyékony hidrogén szuperhűtésének infrastruktúráját, finoman szólva is túlságosan optimistának tűnik. Az ilyen alacsony hőmérsékletet kezelni képes csővezetékek és szivattyúk ritkaságszámba mennek, és általában nem is tartanak sokáig.
Mindezt félretéve, ha az Airbus és a Toshiba meg tud építeni egy két megawattos hajtóművet, az komoly előrelépést hozhat a környezetszennyezésmentes repülés terén.
Kiemelt kép forrása: Airbus, Toshiba
Devenyi Dalma
