Chuyến bay chạy bằng hydro dường như đã sẵn sàng cất cánh với những tiến bộ mới.
Khả năng bay bằng năng lượng hydro có nghĩa là có nhiều cơ hội hơn cho du lịch không dùng nhiên liệu hóa thạch, và những tiến bộ công nghệ để biến điều này thành hiện thực đang diễn ra nhanh chóng. Các nghiên cứu mới từ Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển, cho thấy hầu như tất cả các chuyến bay trong bán kính 750 dặm (1200 km) có thể được thực hiện bằng máy bay chạy bằng năng lượng hydro vào năm 2045, và với một bộ trao đổi nhiệt mới hiện đang được phát triển, phạm vi này thậm chí có thể xa hơn nữa.
Tomas Grönstedt , Giáo sư tại Đại học Công nghệ Chalmers và Giám đốc trung tâm năng lực TechForH2* tại Chalmers:
Nếu mọi thứ đi vào đúng vị trí, việc thương mại hóa chuyến bay hydro có thể diễn ra rất nhanh ngay từ bây giờ. Sớm nhất là vào năm 2028, các chuyến bay hydro thương mại đầu tiên ở Thụy Điển có thể đã cất cánh.
Một số tiến bộ công nghệ này có thể được nhìn thấy bên trong đường hầm gió Chalmers, nơi các nhà nghiên cứu thử nghiệm các điều kiện luồng không khí trong các cơ sở tiên tiến. Tại đây, các động cơ tiết kiệm năng lượng hơn đang được phát triển, mở đường cho chuyến bay hydro an toàn và hiệu quả cho các phương tiện hạng nặng.
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 phần trăm tất cả các tuyến bay nội địa Bắc Âu và 58 phần trăm 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.
Carlos Xisto, Phó Giáo sư tại Khoa Cơ học Chất lưu thuộc Đại học Chalmers và là một trong những tác giả của nghiên cứu:
Mỗi độ tăng của nhiệt độ sẽ 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 của chúng xuống 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,”
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.
Tomas Grönstedt đã nói:
“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 làm giảm lượng khí thải carbon dioxide,”
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.
Chuyến bay chạy bằng hydro dường như đã sẵn sàng cất cánh với những tiến bộ mới.
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
