液氫的綠色應用前景吸引了包括航空領域在內的各方參與者。

來自于荷蘭代爾夫特理工大學的四十四名學生們組建的Ａｅｒｏｄｅｌｆｔ團隊一直在科學研究一種液氫燃料電池飛機。

該團體近期展現了ｐｈｏｅｎｉｘ的原型機，這是一個變小了１／３的雙座飛機，并計劃在７月進行首次公開飛行。

原型機翼展５．７米（１９英尺），重５０公斤（１１０磅），攜帶１公斤液氫，預計航程約５００公里，航程約７小時。

在這個原型中，氫氣被儲存在－２５３°Ｃ的低溫罐中，并通過一個復雜的管道系統加熱到０°Ｃ。隨后根據１．５千瓦的燃料電池給飛機尾部的電動式螺旋槳電機進行充電。

一架全尺寸的ｐｈｏｅｎｉｘ也已經在建造中，設計于七月公開亮相。全尺寸的ｐｈｏｅｎｉｘ將攜帶１０公斤的液氫，預估續航力２０００Ｋｍ，在空中的續航時間為１０小時。

按計劃，它將于２０２２年夏天首次使用氣態氫進行飛行，并預計在２０２４年進行首次全規模液氫飛行。

屆時，它將成為世界上第一架使用液氫燃料的飛機。

在減少碳排放的壓力下，越來越多的航空公司和組織正在探索使用氫能。

２０１９年，全世界航空業造成了９．１５億噸ＣＯ２，約占全球全人類二氧化碳排放的２％。為了降低航空碳強度，聯合國下屬的國際民用航空組織（ＩＣＡＯ）于２０１６年１０月設計了國際航空碳抵消和減少計劃（ＣＯＲＳＩＡ），這就要求航空公司對國際航班超過基準產生的二氧化碳排放進行補償。

羅爾斯?羅伊斯大中華區總裁李安在接受《界面新聞》采訪時表示，雖然航空業的碳排放只占全球總量的２％，但減排難度很大，尤其是消耗大量能源的寬體飛機。

氫長期以來一直被用作燃料。１８０７年，瑞士發明家伊薩克·德·里瓦茲制作了首臺氫燃料內燃機；１９７０年，保羅·迪格斯（Ｐａｕｌ　Ｄｉｇｇｓ）申請了一項改進內燃機的專利，使汽油發動機能夠以氫氣為動力。

氫已經被用來為商用和公共交通工具等地面交通工具提供動力，但它在航空工業中的應用一直很困難。

其中一個很大的限制是液氫的儲罐。

氫的重量能量密度極高，但體積密度很低，需要在極低的溫度下壓縮或轉化為液體。儲存液氫的儲罐在設計上非常復雜。

考慮到液態氫的單位體積能量密度就只有航空燃料的１／４，這代表著一架飛機必須帶上４倍的燃料箱才可以得到相同的能量，這就迫使飛機載客量減少或體積增大。

據界面新聞報道，目前飛機主要有兩種氫推進模型。第一種是利用氫通過燃料電池發電，為電動機提供動力。第二種推進模式是基于在內燃機中直接燃燒氫氣，類似于目前在飛機上使用的系統。

ｐｈｏｅｎｉｘ原型機依靠燃料電池技術作為動力系統。困難在于儲存液氫，這比氫燃燒效率高得多。

ｐｈｏｅｎｉｘ原型機項目經理Ｓａｍ　Ｒｕｔｔｅｎ表示，液氫系統正在順利完成設計階段。

據他說，推進團隊已經開發了一個特殊的容器，以及其他支持系統，將允許飛機在液態氫上飛行。他們將根據所有相關的認證來建造集裝箱，目前正在生產中。

除了Ａｅｒｏｄｅｌｆｔ團隊，其他機構也在研究氫動力飛機。

去年１１月，Ｍａｈｅｐａ項目團隊，包括代爾夫特大學、蝙蝠飛機和德國宇航中心（ＤＬＲ），在斯洛文尼亞馬里博爾機場完成了ＨＹ４氫混合動力飛機的試飛。

該項目由蝙蝠飛機、Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ公司、德國宇航中心、米蘭理工大學、代爾夫特理工大學、馬里博爾大學和烏爾姆大學組合而成，將重點發展新的模塊化和升級的氫燃料電池技術。

歐洲飛機制造商空中客車（Ａｉｒｂｕｓ）也在研究如何將液氫用于內燃機或燃料電池，作為其零排放計劃的一部分。

２０２０年９月，空中客車宣布，氫推進系統將成為新一代零排放商用飛機的核心。

從理論上講，液氫可以將整個電力傳輸系統冷卻到超導溫度，此時系統的阻力將消失，效率將大幅提高。空客公司認為，為充分利用這一效應而設計的動力系統可以使飛機的重量減少一半，電力浪費減少一半。

液氫在航空方面的應用仍在探索中。無論是罐體設計、制氫技術、安全保證還是超低溫應用，都是目前研究人員面臨的難題。

液氫飛機究竟是一種可行的低碳航空解決方案，還是一種理想的飛機，將在未來幾年內進行測試。