При помощи самолётов по всему миру доставляется огромное количество грузов и пассажиров. Авиалинии давно стали важной частью транспортной системы и от них практически невозможно отказаться, хоть они и производят большой объём выбросов в атмосферу. Поэтому самолёты и пытаются перевести на использование электрических двигателей. В этом направлении было сделано несколько важных изобретений, в частности, удалось создать новое хранилище для водорода.

Водородная силовая установка

Для получения движущей силы водород можно не только сжигать. Водородные топливные ячейки уже зарекомендовали себя в качестве источника энергии, осталось лишь приспособить их к самым разным видам техники. Когда оказалось, что использование тяговых аккумуляторов в самолётах крайне ограничено ввиду слишком большой массы батарей, инженеры перешли к совершенствованию более перспективного источника энергии – топливных ячеек. Конечно, на этом пути имеется много технических трудностей, например, пришлось разрабатывать более совершенные топливные элементы, которые могут выдавать гораздо большую мощность.

В 2021 году работы в этом направлении начала компания BASF. Большая часть людей, которые ещё не забыли 1980-1990 гг., она была знакома по аудиокассетам. На самом же деле, её сфера деятельности гораздо шире, в список производимых BASF товаров входили разнообразные химические вещества (пластмассы, кислоты и прочие), взрывчатка, химическое оружие и, конечно же, мембраны для водородных топливных элементов. Компания нашла способ увеличить выдаваемую ячейками мощность в 3 раза, а потом ещё вполовину. С новыми водородными ячейками самолёт сможет намного повысить дальность полёта. В топливных элементах мембрана, разделяющая водород и кислород, расщепляет их на ионы и извлекает из их взаимодействия электрический ток. Новая мембрана пропускает через себя гораздо больший поток газа, что в итоге увеличивает энергоотдачу. Поэтому инженеры столкнулись с новой проблемой, с отсутствием надёжной ёмкости для хранения водорода.

Водородный бак

Водородное топливо можно хранить в двух видах, в сжатом или в охлаждённом. Первый метод проще, он не требует громоздкого и тяжёлого охлаждающего оборудования, но также он более опасен, поскольку водород необходимо хранить при высоком давлении. Поэтому в основном используется второй метод, более затратный и технически сложный. Самый его большой недостаток – большой вес, а для самолёта этот параметр критичен. Поэтому изобретение компании Gloyer-Taylor Laboratories, которая занимается созданием криогенных цистерн, может иметь большое значение.

По словам специалистов из Gloyer-Taylor Laboratories, они работают над созданием сверхлёгких криоёмкостей, способных выдерживать существенные нагрузки. Резервуары изготавливаются из композитов на основе графитового волокна и обладают гораздо меньшей массой по сравнению со всеми современными криоёмкостями. По утверждению специалистов компании, они смогли снизить вес на 75%. Это тем более важно, когда речь заходит о жидком водороде. Согласно проведённым в 2020 году экспериментам, его массовая доля по сравнению с современным криооборудованием составляет примерно 9-10%. Это значит, что для хранения 10 килограмм жидкого водорода необходима ёмкость весом около 90 килограммов.

Как заявили специалисты из Gloyer-Taylor Laboratories, изготовленная ими криоцистерна диаметром 1,2 метра и длиной 2,4 метра весит всего 12 килограмм. Если добавить к ней защиту и вакуумную оболочку, вес возрастёт до 67 килограмм. При этом сама цистерна сможет вместить в себя 150 кг водорода. Конечно, к этому добавится охлаждающее оборудование, но даже в этом случае выигрыш получается огромным. В сочетании с новыми топливными элементами это позволит создать совершенно инновационную двигательную установку для самолётов, мощную и эффективную.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!