Il trasporto aereo è responsabile di circa il 2,5% delle emissioni globali di CO2. Nonostante gli sforzi decennali per sviluppare carburanti alternativi o progetti di aeromobili più efficienti, questa percentuale non è cambiata molto. Tuttavia, la NASA, che è anche l’amministrazione aeronautica degli Stati Uniti, continua a lavorare per costruire un futuro più sostenibile per il trasporto aereo.
Recentemente, la NASA ha sostenuto un ulteriore passo in questa direzione fornendo una sovvenzione dell’Istituto per i Concetti Avanzati (NIAC) a Phillip Ansell dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign per sviluppare un motore ibrido a base di idrogeno. La sovvenzione si concentra sullo sviluppo del motore Hydrogen Hybrid Power for Aviation Sustainable Systems (Hy2PASS), un motore ibrido che utilizza una cella a combustibile e una turbina a gas per alimentare un aeromobile.
I sistemi ibridi sono stati provati in passato, ma il segreto del Hy2PASS è l’uso della gestione dell’aria. Nei sistemi aeronautici ibridi, c’è tipicamente una cella a combustibile e una turbina a gas. La cella a combustibile prende l’idrogeno come input e crea energia elettrica come output. In un sistema ibrido tipico, questa energia elettrica alimenterebbe un compressore, il cui output è direttamente accoppiato alla rotazione della turbina.
Tuttavia, nel Hy2PASS, il compressore è disaccoppiato dalla turbina, anche se continua a fornire ossigeno ad essa. Fornisce anche ossigeno al catodo della cella a combustibile, permettendo il suo funzionamento continuo. Questo metodo ha diversi vantaggi, ma il più significativo è l’aumento drammatico dell’efficienza che consente. Il calore di scarto creato in quella connessione meccanica viene eliminato disaccoppiando il compressore direttamente dalla turbina.
Inoltre, consente al compressore di funzionare a pressioni diverse, permettendo a un algoritmo di ottimizzare la sua velocità ignorando la velocità necessaria della turbina. Inoltre, le emissioni dell’intero sistema sono essenzialmente solo acqua. Quindi, questo sistema ibrido elimina efficacemente le emissioni create da questo tipo di motore ibrido.
In teoria, almeno, questo tipo di sistema di propulsione sarebbe il santo graal che la NASA e il resto dell’industria aeronautica cercano da anni. C’è ancora molta strada da fare per rendere questo sistema una realtà. La sovvenzione NIAC di Fase I si concentrerà sulla dimostrazione del concetto del sistema. Sarà importante anche comprendere un altro sistema aeronautico e l’ottimizzazione della traiettoria di missione per minimizzare i requisiti energetici di qualsiasi caso d’uso futuro del sistema.
Sembra che ci potrebbero essere alcune limitazioni su come il sistema potrebbe essere utilizzato nella pratica, anche se sviluppare questo aspetto come parte della Fase I sembra un caso d’uso ragionevole. Se il progetto avrà successo, e dato il curriculum di Dr. Ansell nel soddisfare costantemente gli obiettivi di progettazione della NASA, sembra una buona scommessa.
Fonte: Science Alert
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