Các nghiên cứu mới của Đại học Công nghệ Chalmers ở Thụy Điển đã cải thiện đáng kể khả năng sử dụng nhiên liệu hydro cho các chuyến bay.
Nguồn: Christina Sicoli, Unsplash
Nghiên cứu mới từ Đại học Công nghệ Chalmers ở Thụy Điển đã chỉ ra rằng những tiến bộ trong máy bay chạy bằng hydro có thể được sử dụng để di chuyển trong phạm vi bán kính 750 dặm (1200 km) vào năm 2045. Với bộ trao đổi nhiệt mới hiện đang được phát triển, phạm vi này có thể được phát triển hơn nữa. Khả năng bay bằng hydro sẽ tăng cơ hội cho việc di chuyển không sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
“Nếu mọi thứ đi vào đúng vị trí, quá trình thương mại hóa chuyến bay hydro có thể diễn ra rất nhanh ngay từ bây giờ. Ngay từ năm 2028, các chuyến bay thương mại đầu tiên bằng hydro ở Thụy Điển có thể đã cất cánh”, Tomas Grönstedt, Giáo sư tại Đại học Công nghệ Chalmers và Giám đốc trung tâm năng lực TechForH2* tại Chalmers cho biết.
Một phần của những tiến bộ công nghệ này có thể được nhìn thấy bên trong đường hầm gió Chalmers, nơi các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra điều kiện luồng không khí trong các cơ sở công nghệ cao. Các động cơ tiết kiệm năng lượng hơn đang được phát triển tại đây, mở đường cho chuyến bay hydro an toàn cho các phương tiện hạng nặng.
Số 2 năm 2024 đã ra mắt – Đổi mới cất cánh!
Khám phá những công nghệ mới nhất đang biến đổi sân bay! Ấn bản 2 của International Airport Review đi sâu vào AI, sinh trắc học, giải pháp trải nghiệm hành khách và nhiều hơn nữa. Đọc ngay và xem tương lai của sân bay!
Tải xuống bản đầy đủ ngay bây giờ!
Vấn đề bao gồm:
TẬP TRUNG CHI TIẾT CHUYỂN ĐỔI HÀNH LÝ – Xu hướng hành lý định hình ngành
và nhiều hơn nữa….
Tương lai của hàng không hydro tầm ngắn cho các nước Bắc Âu
Đối với hàng không chạy bằng hydro, các chuyến bay tầm ngắn và tầm trung là những chuyến bay gần nhất có thể thực hiện được. Một nghiên cứu mới công bố của Chalmers cho thấy các chuyến bay chạy bằng hydro có tiềm năng đáp ứng nhu cầu của 97% tất cả các tuyến bay nội địa Bắc Âu và 58% lượng hành khách của Bắc Âu vào năm 2045.
Đối với nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu giả định khoảng cách bay tối đa là 750 dặm và sử dụng một mô hình máy bay hiện có được điều chỉnh cho năng lượng hydro. Nghiên cứu do nghiên cứu sinh tiến sĩ Christian Svensson trong nhóm nghiên cứu của Tomas Grönstedt dẫn đầu, cũng giới thiệu một bình nhiên liệu mới có thể chứa đủ nhiên liệu, được cách nhiệt đủ để chứa hydro lỏng siêu lạnh và đồng thời nhẹ hơn các hệ thống bình nhiên liệu hóa thạch hiện nay.
Bộ trao đổi nhiệt mới giúp tiêu thụ nhiên liệu tốt hơn
Bộ trao đổi nhiệt là một phần thiết yếu của hàng không hydro, và chúng là một phần quan trọng của những tiến bộ công nghệ đang diễn ra. Để giữ cho hệ thống nhiên liệu nhẹ, hydro cần phải ở dạng lỏng. Điều này có nghĩa là hydro được giữ ở nhiệt độ siêu lạnh trong máy bay, thường là khoảng -250 độ C. Bằng cách thu hồi nhiệt từ khí thải nóng của động cơ phản lực và làm mát động cơ ở những vị trí chiến lược, chúng trở nên hiệu quả hơn. Để truyền nhiệt giữa hydro siêu lạnh và động cơ, cần có các loại bộ trao đổi nhiệt mới.
Để đáp ứng thách thức này, các nhà nghiên cứu tại Chalmers đã làm việc trong nhiều năm để phát triển một loại bộ trao đổi nhiệt hoàn toàn mới. Công nghệ này, hiện đang chờ cấp bằng sáng chế của đối tác GKN Aerospace, tận dụng nhiệt độ lưu trữ thấp của hydro để làm mát các bộ phận động cơ, sau đó sử dụng nhiệt thải từ khí thải để làm nóng trước nhiên liệu vài trăm độ trước khi đưa vào buồng đốt.
“Mỗi độ tăng nhiệt độ đều làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tăng phạm vi hoạt động. Chúng tôi đã có thể chứng minh rằng máy bay tầm ngắn và tầm trung được trang bị bộ trao đổi nhiệt mới có thể giảm mức tiêu thụ nhiên liệu gần tám phần trăm. Xem xét rằng động cơ máy bay là một công nghệ đã trưởng thành và được thiết lập tốt, thì đây là một kết quả rất tốt từ một thành phần duy nhất”, Carlos Xisto, Phó Giáo sư tại Khoa Cơ học Chất lưu tại Chalmers và là một trong những tác giả của nghiên cứu cho biết.
Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng với sự tối ưu hóa hơn, loại công nghệ trao đổi nhiệt này trên máy bay thương mại Airbus A320 thông thường có thể cải thiện phạm vi bay lên tới mười phần trăm, hoặc tương đương với tuyến đường Gothenburg-Berlin (khoảng 450 dặm).
Thụy Điển cam kết đầu tư lớn, bất chấp những thách thức
Công việc phát triển các giải pháp cho hàng không hydro trong tương lai đang diễn ra trên một mặt trận rộng lớn, với các chính phủ, trường đại học và các công ty tư nhân cùng hợp tác. Tại Thụy Điển, cụm đổi mới, Trung tâm Phát triển Hydro Thụy Điển (SHDC), tập hợp những người đóng vai trò chủ chốt, bao gồm các nhà lãnh đạo ngành và các chuyên gia từ học viện. Tại một hội thảo SHDC gần đây, các nhà nghiên cứu từ Chalmers đã trình bày công trình của họ và một số công ty thương mại đã chứng minh rằng sẽ có những khoản đầu tư lớn vào các chuyến bay hydro trong những năm tới. Mặc dù công nghệ này đã rất tiên tiến, nhưng những thách thức lại nằm ở các khoản đầu tư lớn cần thiết và trong việc phát triển cơ sở hạ tầng, mô hình kinh doanh và quan hệ đối tác để có thể sản xuất, vận chuyển và lưu trữ hydro để có thể chuyển đổi sang chuyến bay hydro. Tổng quá trình chuyển đổi dự kiến sẽ cần khoảng 100 triệu tấn hydro xanh hàng năm.
“Ngành công nghiệp kỳ vọng rằng 30–40 phần trăm hàng không toàn cầu sẽ được cung cấp năng lượng bằng hydro vào năm 2050. Có khả năng trong một số năm tới, chúng ta sẽ cần sự kết hợp giữa máy bay chạy bằng điện, nhiên liệu phản lực điện ít gây hại cho môi trường và hydro. Nhưng mọi máy bay có thể được cung cấp năng lượng bằng hydro từ năng lượng tái tạo đều giúp giảm lượng khí thải carbon dioxide”, Tomas Grönstedt cho biết.
Trong TechForH2, có những điều kiện tốt để giải quyết thách thức về hydro và với ngân sách 162 triệu SEK (tương đương 15,5 triệu USD), trung tâm năng lực có thể đóng góp vào sự phát triển của một số lĩnh vực nghiên cứu khác nhau liên kết hydro và vận tải hạng nặng.
Trở thành thành viên của International Airport Review
International Airport Review - tài liệu tham khảo chính cho cộng đồng sân bay và hàng không - cung cấp các bài viết chuyên sâu, tin tức và ý kiến từ các sân bay, hiệp hội và chuỗi cung ứng hàng đầu thế giới. International Airport Review là tạp chí in hoặc kỹ thuật số miễn phí hàng quý và mỗi số đều được chúng tôi tuyển chọn cẩn thận để mang đến cho bạn các bài viết thông tin từ các giám đốc điều hành sân bay hàng đầu trong ngành của chúng tôi.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
