
空客發布消息:氫能對于空客在 2035 年開發世界上第一架零排放商用飛機的目標至關重要。這就需要對燃料儲存采取創新辦法。空客目前正在設計尖端的液氫罐,以促進可持續航空的新時代
氫氣是減少航空對氣候影響的最有前途的技術之一。當由可再生能源發電時,它排放的二氧化碳為零。
值得注意的是,它每單位質量提供的能量約為傳統噴氣燃料的三倍,是鋰離子電池的 100 多倍。這使得它非常適合為飛機提供動力。
然而,在飛機上儲存氫氣帶來了幾個挑戰。
氫可能提供更多的能量質量比煤油燃料,但它提供較少的能量體積。在正常的大氣壓和環境溫度下,你需要大約 3000 升的氣態氫,才能達到一升煤油的能量。
顯然這對于航空業來說是不可行的。一種替代方案是將氫氣加壓到 700 巴-一種用于汽車行業的方法。在我們的例子中,這將把 3000 升減少到 6 升。
這可能是一個巨大的改進,但對飛機來說重量和體積是至關重要的。
再進一步,我們可以把溫度降到零下 253 度。這就是氫從氣體轉變為液體的過程,它的能量密度會進一步增加。回到我們的例子,四升液氫相當于一升標準噴氣燃料。
儲氫罐的苛刻要求
保持如此低的溫度需要非常特殊的儲罐。他們目前包括一個內部和外部之間的真空罐,和一個特定的材料,如 ML I (多層絕緣),以盡量減少輻射傳熱。
低溫液氫儲存罐已經在幾個行業中使用,包括航空航天,這使我們能夠很好地了解所涉及的挑戰。
例如,空客在阿麗亞娜的幫助下獲得了系統安裝、低溫測試和燃料晃動管理方面的知識,甚至幫助了解了如何建造內部罐箱。
但是,雖然太空飛行和航空之間有一些相似的地方,但也有許多重要的差異。
安全要求不同于空間發射器,因為商業飛機的儲氫罐必須承受大約 20000 次起飛和降落,并且需要將氫保持在液體狀態更長時間。
新的空中客車 ZE DC 將托管多學科工程團隊,以創造創新的解決方案,滿足苛刻的航空航天要求。
零排放飛行的關鍵研發
作為其對清潔航空航天承諾的一部分,空客目前正在適應和發展現有的航空儲氫技術。歐洲的幾個新的研發機構最近開始為我們的 ZEROe 概念飛機的液氫儲存罐工作。
在近期內,用于商業飛行的液氫罐可能是金屬的。法國南特和德國北部不來梅的零排放發展中心( ZEDCs )就將采用這種液氫罐方法。
然而,從長遠來看,由復合材料制成的儲氫罐可能更輕,制造成本效益更高。空客將在其位于西班牙的新的 ZEDC 和位于德國斯塔德的復合材料研究中心加速開發這種方法。
“將低溫儲罐技術應用于商用飛機代表了一些主要的設計和制造挑戰,”空客 LH 2 存儲和分配工程主管 David Butters 說。“新的空中客車 ZE DC 將托管多學科工程團隊,以創造創新的解決方案,滿足苛刻的航空航天要求。”
所有 ZEDC 預計將在 2023 年全面運行,并準備好與第一個完全功能的低溫氫罐進行地面測試,并在 2025 年開始飛行測試。
相關推薦: