Universal Hydrogen despega con la pila de combustible de hidrógeno más grande que jamás haya volado

como universal Un avión de marca de hidrógeno, equipado con la celda de combustible de hidrógeno más grande que jamás haya propulsado un avión, completó su primer vuelo de prueba en el este de Washington. El cofundador y director ejecutivo Paul Eremenko declaró que el momento marcaba el comienzo de una "nueva era dorada de la aviación".

El vuelo de prueba de 15 minutos de un avión Dash-8 modificado fue breve, pero demostró que el hidrógeno podría ser viable como combustible para aviones de pasajeros de corta distancia. Es decir, si Universal Hydrogen, y otros en el floreciente mundo del vuelo de hidrógeno, pueden lograr los avances técnicos y regulatorios necesarios para convertirlo en un producto principal.

Un elemento básico en los aeropuertos regionales, los Dash-8 suelen transportar hasta 50 pasajeros en distancias cortas. El Dash-8 utilizado en el vuelo de prueba del jueves desde el Aeropuerto Internacional del Condado de Grant en Moses Lake tenía una carga significativamente diferente. Apodado Lightning McClean, el avión de prueba de Universal Hydrogen tenía solo dos pilotos, un ingeniero y mucha tecnología a bordo, incluido un motor eléctrico y una celda de combustible de hidrógeno suministrada por otras dos nuevas empresas.

El interior desmontado contenía dos bastidores de componentes electrónicos y sensores, y dos grandes tanques de hidrógeno con capacidad para 30 kg de combustible. Debajo del ala derecha de la aeronave, un motor eléctrico magniX funcionaba con la nueva celda de combustible de hidrógeno de Plug Power. Este sistema convierte el hidrógeno en electricidad y agua, una planta de energía de cero emisiones que Eremenko cree que representa el futuro de la aviación.

La pila de combustible estuvo operativa durante todo el vuelo, generando hasta 800 kW de electricidad y produciendo nada más que vapor y sonrisas en los rostros de una multitud de ingenieros e inversores de Universal Hydrogen.

"Creemos que es un logro monumental", dijo Eremenko. "Tener lo que probablemente sea el primer avión de hidrógeno certificado en el servicio de pasajeros nos mantiene en el buen camino".

La aviación contribuye actualmente con un 2,5 % a las emisiones globales de CO2 y se espera que crezca un 4 % anual.

Todavía usando combustible de aviación

El avión Universal Hydrogen también se basó en combustible para aviones. Tenga en cuenta el motor turbohélice Pratt and Whitney debajo de un ala. Autor de la foto: marca harris

El vuelo de prueba, que fue un éxito, no significa que la aviación completamente libre de carbono esté a la vuelta de la esquina.

Debajo de la otra ala del Dash-8 había un motor turbohélice Pratt and Whitney estándar (observe la diferencia en la foto de arriba) con aproximadamente el doble de potencia que el lado de la celda de combustible. Esta redundancia ayudó a allanar el camino con la FAA, que emitió un Certificado de Aeronavegabilidad Especial experimental para las pruebas Dash-8 a principios de febrero.

Uno de los pilotos de prueba, Michael Bockler, le dijo a TechCrunch que el avión "voló como un Dash-8 normal, con solo una ligera guiñada". Observó que en un momento del vuelo nivelado, el avión volaba casi exclusivamente con energía de pila de combustible, con el motor turbohélice acelerado.

"Hasta que ambos motores funcionen con hidrógeno, sigue siendo solo un espectáculo", dijo un ingeniero senior que asesora a la industria de la aviación sostenible. "Pero no quiero burlarme de eso, porque necesitamos estos peldaños para aprender".

Parte del problema con las celdas de combustible actuales es que son difíciles de enfriar. Los motores a reacción funcionan mucho más calientes, pero emiten la mayor parte de ese calor a través de sus gases de escape. Debido a que las celdas de combustible usan una reacción electroquímica, en lugar de simplemente quemar hidrógeno, el calor residual debe eliminarse a través de un sistema de intercambiadores de calor y ventilaciones.

ZeroAvia, otra empresa emergente que desarrolla celdas de combustible de hidrógeno para la aviación, estrelló su primer prototipo volador en 2021 después de apagar su celda de combustible en el aire para dejar que se enfríe y luego no poder reiniciarla. Desde entonces, ZeroAvia ha vuelto al aire con una configuración híbrida de hidrógeno y combustible fósil similar a la de Universal Hydrogen, pero con un avión bimotor más pequeño.

El CTO de Universal Hydrogen, Mark Cousin, le dijo a TechCrunch que su celda de combustible podría funcionar todo el día sin sobrecalentarse gracias a sus grandes conductos de aire.

Otro problema para los aviones de pila de combustible es almacenar el hidrógeno necesario para volar. Incluso en su forma líquida superenfriada más densa, el hidrógeno contiene solo una cuarta parte de la energía de un volumen similar de queroseno. Los tanques de las alas solo son lo suficientemente grandes para los vuelos más cortos, por lo que el combustible debe almacenarse en el fuselaje. El vuelo de 15 minutos de hoy usó alrededor de 16 kg de hidrógeno gaseoso, la mitad de la cantidad almacenada en dos tanques del tamaño de una motocicleta en el compartimiento de pasajeros. Universal Hydrogen planea convertir su avión de prueba para que funcione con hidrógeno líquido a finales de este año.

fabricar modulos

Un módulo de hidrógeno universal. Autor de la foto: marca harris

Eremenko cofundó Universal Hydrogen en 2020 y la empresa recaudó 20,5 millones de dólares en una ronda de financiación de la Serie A de 2021 dirigida por Playground Global. La financiación hasta la fecha se acerca a los 100 millones de dólares, incluidas inversiones de Airbus, General Electric, American Airlines, JetBlue y Toyota. La empresa tiene su sede muy cerca de SpaceX en Hawthorne, California y tiene una planta de ingeniería en Toulouse, Francia.

Universal Hydrogen ahora realizará más pruebas en Moses Lake. La compañía trabajará en el desarrollo de software adicional y eventualmente convertirá la aeronave para usar hidrógeno líquido. Se espera que el avión se retire a principios del próximo año, y la celda de combustible se enviará al Museo Smithsonian del Aire y el Espacio en Washington, DC.

Universal Hydrogen espera comenzar a enviar kits de conversión de celdas de combustible para aviones regionales como el Dash-8 a partir de 2025. La compañía tiene casi 250 pedidos de reacondicionamiento por valor de más de mil millones de dólares de 16 clientes, incluido Air New Zealand. John Thomas, director ejecutivo de Connect Airlines, que planea ser la primera aerolínea de EE. UU. en utilizar la tecnología de Universal Hydrogen, dijo que "la asociación brinda a la industria aérea global el camino más rápido hacia operaciones de cero emisiones".

Universal Hydrogen no solo fabrica las maquinillas de afeitar, sino que también vende las cuchillas.

Casi todo el hidrógeno que se usa hoy en día se produce en el punto de consumo. No solo porque el hidrógeno se filtra con facilidad y puede dañar los recipientes de acero tradicionales, sino más importante porque en su forma más útil, un líquido compacto, debe mantenerse a solo 20 grados por encima del cero absoluto, lo que generalmente requiere una costosa refrigeración.

El hidrógeno líquido utilizado en la prueba de Moses Lake provino de un proveedor comercial de gas de "hidrógeno verde", lo que significa que se produjo utilizando energía renovable. Solo una pequeña fracción del hidrógeno que se produce hoy en día se produce de esta manera.

Si la economía del hidrógeno realmente tiene un impacto en la crisis climática, el hidrógeno verde debe volverse mucho más fácil, y más barato, de producir, almacenar y transportar.

Eremenko originalmente fundó Universal Hydrogen para desarrollar módulos de hidrógeno estandarizados que podrían transportarse en camiones con remolque estándar y simplemente enchufarse en aviones u otros vehículos para su uso inmediato. Los diseños actuales pueden mantener el hidrógeno líquido hasta 100 horas y, a menudo, los compara con la comodidad de las máquinas Nespresso. Universal Hydrogen dice que tiene más de $ 2 mil millones en contratos de servicio de combustible para la próxima década.

Los prototipos de módulos se demostraron en diciembre, y la compañía espera comenzar la construcción de una planta de fabricación de 630 000 pies cuadrados para ellos en Albuquerque, Nuevo México, a finales de este año. Este proyecto de casi $400 millones depende del éxito de una solicitud de préstamo del Departamento de Energía de EE. UU. no informada anteriormente por más de $200 millones. Según Eremenko, la solicitud pasó la primera fase de diligencia debida dentro del DOE.

una larga pista

Algunos expertos se muestran escépticos de que el hidrógeno alguna vez haga una contribución significativa a las emisiones de la aviación. Bernard van Dijk, científico aeronáutico de Hydrogen Science Coalition, aprecia la simplicidad de los módulos de Universal Hydrogen, pero señala que incluso la NASA tiene problemas para controlar las fugas de hidrógeno con sus cohetes. “Todavía tienes que conectar los botes al avión. ¿Cómo se supone que todo esto es seguro? Porque si se filtra y alguien enciende un fósforo, es una receta para el desastre”, dice. "Creo que también subestiman todo el proceso de certificación para un nuevo tren motriz de hidrógeno".

Incluso con esos obstáculos superados, el problema sigue siendo producir suficiente hidrógeno verde con electricidad renovable a un precio al que la gente esté dispuesta a apostar. "Si desea ejecutar todos los vuelos europeos con hidrógeno, necesitaría 89,000 turbinas eólicas grandes para producir suficiente hidrógeno", dice van Dijk. "Cubrirían un área de aproximadamente el doble del tamaño de los Países Bajos".

Pero Eremenko sigue convencido de que Universal Hydrogen y sus socios pueden hacer que funcione con la ayuda de un subsidio de hidrógeno verde de $3 por kilogramo en la Ley de Reducción de la Inflación de Biden. "De todas las cosas que me mantienen despierto por la noche", dice, "el costo y la disponibilidad del hidrógeno verde no es una de ellas".