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空客發(fā)布消息：氫能對(duì)于空客在 2035 年開發(fā)世界上第一架零排放商用飛機(jī)的目標(biāo)至關(guān)重要。這就需要對(duì)燃料儲(chǔ)存采取創(chuàng)新辦法。空客目前正在設(shè)計(jì)尖端的液氫罐，以促進(jìn)可持續(xù)航空的新時(shí)代
氫氣是減少航空對(duì)氣候影響的最有前途的技術(shù)之一。當(dāng)由可再生能源發(fā)電時(shí)，它排放的二氧化碳為零。
值得注意的是，它每單位質(zhì)量提供的能量約為傳統(tǒng)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(jī)提供動(dòng)力。
然而，在飛機(jī)上儲(chǔ)存氫氣帶來(lái)了幾個(gè)挑戰(zhàn)。
氫可能提供更多的能量質(zhì)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(huán)境溫度下，你需要大約 3000 升的氣態(tài)氫，才能達(dá)到一升煤油的能量。
顯然這對(duì)于航空業(yè)來(lái)說(shuō)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(yè)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(gè)巨大的改進(jìn)，但對(duì)飛機(jī)來(lái)說(shuō)重量和體積是至關(guān)重要的。
再進(jìn)一步，我們可以把溫度降到零下 253 度。這就是氫從氣體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的過(guò)程，它的能量密度會(huì)進(jìn)一步增加。回到我們的例子，四升液氫相當(dāng)于一升標(biāo)準(zhǔn)噴氣燃料。
儲(chǔ)氫罐的苛刻要求
保持如此低的溫度需要非常特殊的儲(chǔ)罐。他們目前包括一個(gè)內(nèi)部和外部之間的真空罐，和一個(gè)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(chǔ)存罐已經(jīng)在幾個(gè)行業(yè)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(zhàn)。
例如，空客在阿麗亞娜的幫助下獲得了系統(tǒng)安裝、低溫測(cè)試和燃料晃動(dòng)管理方面的知識(shí)，甚至幫助了解了如何建造內(nèi)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(fā)射器，因?yàn)樯虡I(yè)飛機(jī)的儲(chǔ)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(tài)更長(zhǎng)時(shí)間。
新的空中客車 ZE DC 將托管多學(xué)科工程團(tuán)隊(duì)，以創(chuàng)造創(chuàng)新的解決方案，滿足苛刻的航空航天要求。
零排放飛行的關(guān)鍵研發(fā)
作為其對(duì)清潔航空航天承諾的一部分，空客目前正在適應(yīng)和發(fā)展現(xiàn)有的航空儲(chǔ)氫技術(shù)。歐洲的幾個(gè)新的研發(fā)機(jī)構(gòu)最近開始為我們的 ZEROe 概念飛機(jī)的液氫儲(chǔ)存罐工作。
在近期內(nèi)，用于商業(yè)飛行的液氫罐可能是金屬的。法國(guó)南特和德國(guó)北部不來(lái)梅的零排放發(fā)展中心（ ZEDCs ）就將采用這種液氫罐方法。
然而，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，由復(fù)合材料制成的儲(chǔ)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(guó)斯塔德的復(fù)合材料研究中心加速開發(fā)這種方法。
“將低溫儲(chǔ)罐技術(shù)應(yīng)用于商用飛機(jī)代表了一些主要的設(shè)計(jì)和制造挑戰(zhàn)，”空客 LH 2 存儲(chǔ)和分配工程主管 David Butters 說(shuō)。“新的空中客車 ZE DC 將托管多學(xué)科工程團(tuán)隊(duì)，以創(chuàng)造創(chuàng)新的解決方案，滿足苛刻的航空航天要求。”
所有 ZEDC 預(yù)計(jì)將在 2023 年全面運(yùn)行，并準(zhǔn)備好與第一個(gè)完全功能的低溫氫罐進(jìn)行地面測(cè)試，并在 2025 年開始飛行測(cè)試。
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