Ultra

Une conception révolutionnaire de réservoir cryogénique promet d'augmenter radicalement l'autonomie des avions à hydrogène - au point où les avions de ligne propres à pile à combustible pourraient voler jusqu'à quatre fois plus loin que les avions comparables fonctionnant au carburéacteur sale d'aujourd'hui.

Le poids est l'ennemi de tout ce qui concerne l'aérospatiale - en effet, le stockage d'énergie supérieur de l'hydrogène par poids est ce qui en fait une alternative si attrayante aux batteries au lithium dans le monde de l'aviation. Nous avons déjà écrit sur la technologie de pile à combustible turbo refroidie par air de HyPoint, mais son principal différenciateur sur le marché de l'aviation est son énorme densité de puissance par rapport aux piles à combustible traditionnelles. Pour sa puissance de sortie élevée, il est extrêmement léger.

Maintenant, il semble que HyPoint ait trouvé un partenaire aux vues similaires qui fait des déclarations similaires du côté du stockage de carburant. La société du Tennessee Gloyer-Taylor Laboratories (GTL) travaille depuis de nombreuses années sur le développement de réservoirs cryogéniques ultra-légers fabriqués à partir de composites de fibres de graphite, entre autres matériaux.

GTL affirme avoir construit et testé plusieurs réservoirs cryogéniques démontrant une énorme réduction de masse de 75 % par rapport aux « cryoréservoirs aérospatiaux de pointe (métalliques ou composites) ». La société affirme avoir testé l'étanchéité, même à travers plusieurs cycles de pression cryo-thermique, et que ces réservoirs sont à un niveau de maturité technologique (TRL) de 6+, où TRL 6 représente une technologie qui a été vérifiée sur un prototype bêta. niveau dans un environnement opérationnel.

Ce type de réduction de poids fait une énorme différence lorsqu'il s'agit d'un carburant comme l'hydrogène liquide, qui pèse si peu en soi. Pour mettre cela en contexte, Val Miftakhov de ZeroAvia nous a dit en 2020 que pour un réservoir d'hydrogène à gaz comprimé typique, la fraction massique typique (combien le carburant contribue au poids d'un réservoir plein) n'était que de 10 à 11 %. En d'autres termes, chaque kilogramme d'hydrogène nécessite environ 9 kg de réservoir pour le transporter.

L'hydrogène liquide, a déclaré Miftakhov à l'époque, pourrait éventuellement permettre aux avions à hydrogène de battre les jets de kérosène ordinaires à portée.

"Même à une fraction massique de 30%, ce qui est relativement réalisable dans le stockage d'hydrogène liquide, vous auriez l'utilité d'un système à hydrogène supérieur à un système de carburéacteur sur une base par kilogramme", a-t-il déclaré.

GTL affirme que le cryoréservoir de 2,4 m de long et 1,2 m de diamètre (7,9 pieds de long, 3,9 pieds de diamètre) illustré en haut de cet article ne pèse que 12 kg (26,5 lb). Avec une jupe et une "coque de Dewar sous vide" ajoutées, le poids total est de 67 kg (148 lb). Et il peut contenir plus de 150 kg (331 lb) d'hydrogène. C'est une fraction massique de près de 70 %, ce qui laisse beaucoup de poids de rechange pour les équipements de cryo-refroidissement, les pompes et autres, même tout en maintenant une fraction massique totale du système supérieure à 50 %.

S'il fait ce qu'il dit sur la boîte, cela promet d'être massivement perturbateur. À une fraction de masse de plus de 50 %, HyPoint affirme qu'il permettra à un avion propre de voler quatre fois plus loin qu'un avion comparable fonctionnant au carburéacteur, tout en réduisant les coûts d'exploitation d'environ 50 % sur une base de dollar par passager-mille. – et éliminer complètement les émissions de carbone.

HyPoint donne l'exemple d'un De Havilland Canada Dash-8 Q300 typique, qui transporte 50 à 56 passagers sur environ 1 558 km (968 miles) avec du carburéacteur. Équipé d'un groupe motopropulseur à pile à combustible et d'un réservoir composite GTL, le même avion pouvait parcourir jusqu'à 4 488 km (2 789 miles).

"C'est la différence entre cet avion allant de New York à Chicago avec de fortes émissions de carbone et de New York à San Francisco avec zéro émission de carbone", a déclaré le co-fondateur de HyPoint, Sergei Shubenkov, dans un communiqué de presse.

Il n'y a pas un secteur dans le monde de l'aviation qui ne devrait pas prêter l'oreille à cette nouvelle. Des VTOL électriques aux avions de ligne intercontinentaux pleine grandeur, il n'y a pas beaucoup d'opérateurs qui ne voudraient pas augmenter considérablement la portée des vols, réduire les coûts, éliminer les émissions de carbone ou simplement réduire le poids pour augmenter la capacité de fret ou de passagers.

Ce ne sera pas simple - il y a encore une tonne de travail à faire sur la production, le transport et la logistique d'hydrogène vert, sans parler du développement de ces réservoirs et piles à combustible d'avion au point qu'ils soient en état de navigabilité, certifiés et suffisamment testés être considéré comme une évidence. Mais avec ce genre de chiffres sur la table comme des carottes et l'énorme profil d'émissions du secteur de l'aviation agissant comme un bâton, ces réservoirs devraient sûrement avoir une chance de faire leurs preuves.

Source : HyPoint/GTL