In che modo Airbus sta progettando i suoi primi innovativi serbatoi di idrogeno criogenico?

May 02, 2023

Due Centri di Sviluppo a Emissioni Zero (ZEDC) istituiti da Airbus realizzano la progettazione innovativa del serbatoio.

L’idrogeno può essere utilizzato come carburante alternativo per ridurre al minimo le emissioni di carbonio sui futuri aerei. Con una densità energetica tre volte maggiore rispetto al carburante per aerei, le emissioni degli aerei alimentati a idrogeno sono significativamente meno dannose per l’ambiente. L’idrogeno può essere utilizzato per alimentare gli aerei in diversi modi.

I motori a turbina a gas convenzionali possono essere modificati per utilizzare idrogeno liquido per la combustione. In alternativa, l’energia elettrica può essere generata utilizzando celle a combustibile a idrogeno, che si prevede saranno una fonte di energia più robusta (e continua) rispetto alle batterie. È possibile adottare un approccio ibrido in cui le due tecnologie dell’idrogeno (combustione e celle a combustibile) vengono combinate.

Indipendentemente dal caso, è necessaria una fornitura continua di idrogeno a bordo dell'aeromobile per ottenere una notevole autonomia dell'aeromobile. Con la vantaggiosa densità energetica dell’idrogeno, la densità volumetrica dell’idrogeno diventa la sfida più significativa.

L'idrogeno è significativamente più leggero del carburante per aerei e richiede un volume quattro volte maggiore sugli aerei rispetto al carburante per aerei. Pertanto, lo stoccaggio a bordo dell’idrogeno liquido rappresenta una sfida per i produttori di aeromobili.

I serbatoi criogenici sono necessari per immagazzinare l'idrogeno liquido a circa -420 gradi F (-250 gradi C). Le temperature di congelamento richiedono materiali specializzati, pareti più spesse e un isolamento sufficiente tra le pile di cilindri.

Negli ultimi anni Airbus ha lavorato alla costruzione di un aereo a emissioni zero e alla sua immissione sul mercato entro il 2035. Con i suoi partner europei, Airbus sta sviluppando innovativi serbatoi criogenici per lo stoccaggio dell'idrogeno. Airbus ha creato due Centri di Sviluppo a Emissioni Zero (ZEDC) in Francia e Germania per realizzare la progettazione innovativa del serbatoio.

Il centro in Germania, grazie alla sua stretta collaborazione con le tecnologie di difesa e spazio di Airbus, fornisce competenze nel settore del carburante a idrogeno. Il team sta testando diversi progetti per gestire la gassificazione dell’idrogeno nei cilindri specializzati.

La struttura e la metallurgia del serbatoio sono progettate in Francia. Invece di ripetere principi teorici, entrambi i team ZEDC hanno adottato un approccio pratico al problema. Producono più prototipi, li testano in varie condizioni e migliorano i progetti.

Secondo Airbus, il team francese ZEDC ha prodotto il primo serbatoio criogenico di Airbus in poco più di un anno. Airbus mira a testare il/i prototipo/i funzionante/i dei serbatoi criogenici sul suo aereo di prova ZEROe. Il capo della produzione del velivolo ZEROe e capo dell'architetto industriale di propulsione, Chris Redfern, afferma:

"È una vera testimonianza del lavoro di squadra nei nostri siti vedere questo primo serbatoio prodotto così rapidamente. La metodologia agile ha prodotto un ottimo prototipo e aiuterà a promuovere miglioramenti nelle iterazioni future. Vogliamo ottimizzare il serbatoio per una maggiore efficienza e ridurre ulteriormente la sua impronta ambientale: dopo tutto, un aereo a emissioni zero deve essere il più vicino possibile alle emissioni zero durante tutto il suo ciclo di vita."

Gli ingegneri di Airbus stanno progettando e testando bombole di idrogeno criogenico su software di calcolo a Tolosa. I risultati dell'analisi strutturale e di flusso vengono condivisi con i team ZEDC per rivedere e apportare miglioramenti alla produzione. Prima di iniziare i test sull'idrogeno, Airbus mira a testare il primo serbatoio progettato con azoto.

Cosa ne pensi del primo serbatoio di idrogeno criogenico dell'Airbus? Raccontacelo nella sezione commenti.

Scrittore - Omar è un appassionato di aviazione che ha conseguito un dottorato di ricerca. in Ingegneria Aerospaziale. Con numerosi anni di esperienza tecnica e di ricerca al suo attivo, Omar mira a concentrarsi sulle pratiche aeronautiche basate sulla ricerca. Oltre al lavoro, Omar ha una passione per i viaggi, la visita ai siti aerei e l'avvistamento di aerei. Con sede a Vancouver, Canada