Cung cấp nhiên liệu cho ngành hàng không xanh hơn bằng hydro: Mô hình khám phá quá trình điện khí hóa máy bay cánh quạt tầm ngắn và khu vực
Bất chấp những nỗ lực liên tục nhằm hạn chế khí thải CO 2 bằng xe điện và xe hybrid, các hình thức vận tải khác vẫn là tác nhân đáng kể gây ra khí nhà kính. Để giải quyết vấn đề này, các công nghệ cũ đang được cải tiến để trở nên xanh hơn, chẳng hạn như việc đưa tàu buồm trở lại hoạt động vận chuyển và sử dụng hydro mới trong hàng không. Hiện nay, các nhà nghiên cứu báo cáo trên ACS Sustainable Chemistry & Engineering đã sử dụng mô hình máy tính để nghiên cứu tính khả thi và những thách thức của hàng không chạy bằng hydro.
Dharik Mallapragada, một trong những đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết:
Mặc dù vẫn còn một chặng đường dài để hiện thực hóa hàng không hydro ở quy mô lớn, chúng tôi hy vọng rằng phân tích của chúng tôi về cả thiết kế hệ thống trên máy bay và cơ sở hạ tầng cho phép sẽ được sử dụng để ưu tiên các nỗ lực phát triển,
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, lượng khí thải CO2 liên quan đến năng lượng của ngành hàng không đã tăng nhanh hơn lượng khí thải của đường sắt, đường bộ và vận chuyển trong những thập kỷ gần đây. Để giảm thiểu tác động tiềm tàng của sự tăng trưởng này đối với khí hậu, các nhà khoa học đang cải thiện thiết kế và hoạt động của máy bay, đồng thời phát triển các loại nhiên liệu phát thải thấp như hydro, được sử dụng để đốt cháy trực tiếp hoặc để cung cấp năng lượng cho pin nhiên liệu điện.
Sức hấp dẫn của hydro như một nguồn nhiên liệu là việc sử dụng nó không tạo ra CO2 và cung cấp nhiều năng lượng hơn trên một pound so với nhiên liệu phản lực. Để hiểu tác động tiềm tàng của việc chuyển từ nhiên liệu phản lực truyền thống sang nhiên liệu hydro trong hàng không, Anna Cybulsky, Mallapragada và các đồng nghiệp đã mô hình hóa việc sử dụng nó trong quá trình điện khí hóa máy bay cánh quạt tua bin khu vực và tầm ngắn.
Các nhà nghiên cứu tính toán rằng khối lượng lớn hơn của bình nhiên liệu hydro và pin nhiên liệu được lắp thêm vào máy bay hiện tại sẽ cần được bù đắp bằng cách giảm trọng lượng ở những nơi khác, chẳng hạn như giảm tải trọng của máy bay (hàng hóa hoặc hành khách). Điều này có nghĩa là cần nhiều chuyến bay hơn để vận chuyển cùng một tải trọng.
Tuy nhiên, mô hình của nhóm nghiên cứu cho thấy rằng việc cải thiện công suất pin nhiên liệu và chỉ số trọng lượng của hệ thống nhiên liệu (trọng lượng của nhiên liệu so với trọng lượng của bình nhiên liệu đầy) có thể loại bỏ nhu cầu giảm tải, do đó loại bỏ tác động môi trường của các chuyến bay bổ sung. Đồng thời, họ lưu ý rằng việc chuyển sang bay bằng năng lượng hydro có thể giảm lượng khí thải CO2 của ngành hàng không tới 90%.
Một thách thức lớn hơn việc chuyển đổi loại nhiên liệu hàng không có thể là cung cấp cơ sở hạ tầng cần thiết để tạo ra và phân phối hydro theo cách ít carbon và tiết kiệm chi phí. Một phương pháp sản xuất ít carbon sử dụng quá trình cải tạo khí tự nhiên (chiết xuất hydro từ khí mê-tan) kết hợp với thu giữ carbon, nhưng nó đòi hỏi phải tiếp cận cơ sở hạ tầng CO2 và các địa điểm cô lập.
Một lựa chọn xanh khác là điện phân, phân tách nước thành hydro và oxy, và có thể thực hiện bằng cách sử dụng điện từ nhà máy điện hạt nhân hoặc các nguồn tài nguyên tái tạo. Nhưng điều này sẽ làm tăng nhu cầu đáng kể cho lưới điện. Cybulsky và các đồng nghiệp lưu ý rằng vì giá điện lưới có thể thay đổi rất nhiều trên khắp một khu vực, nên việc vận chuyển hydro từ một cơ sở sản xuất chi phí thấp đến người dùng cuối có thể hiệu quả hơn về mặt chi phí.
Vì những lý do này, các nhà nghiên cứu đề xuất rằng việc triển khai hàng không chạy bằng hydro có thể bắt đầu tại những địa điểm có điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất hydro, chẳng hạn như Hamburg, Đức hoặc Barcelona, Tây Ban Nha. Cơ sở hạ tầng cần thiết để hỗ trợ việc sử dụng hydro trong hàng không cũng sẽ có lợi cho các nỗ lực khử cacbon trong các ngành công nghiệp khác, bao gồm vận tải đường bộ và vận chuyển, bằng cách làm cho nhiên liệu hydro có sẵn hơn.
Cung cấp nhiên liệu cho ngành hàng không xanh hơn bằng hydro: Mô hình khám phá quá trình điện khí hóa máy bay cánh quạt tầm ngắn và khu vực
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
