Đại học Manchester thúc đẩy hàng không hydro không phát thải
Đại học Manchester là một phần của một tập đoàn do Vương quốc Anh dẫn đầu thúc đẩy ngành hàng không hướng tới tương lai không phát thải với các công nghệ pin nhiên liệu hydro tiên tiến, phù hợp với quá trình chuyển đổi năng lượng carbon thấp của Vương quốc Anh.
Do GKN Aerospace dẫn đầu, tập đoàn này bao gồm các chuyên gia từ Đại học Manchester, Đại học Birmingham, Đại học Newcastle và Đại học Nottingham, hợp tác với các đối tác trong ngành là Parker-Meggitt, Intelligent Energy, Aeristech và Viện Công nghệ Hàng không Vũ trụ. Cùng nhau, chúng tôi đang giải quyết những thách thức kỹ thuật trong việc cung cấp máy bay khu vực và tiểu khu vực chạy bằng nhiên liệu hydro, chỉ thải ra hơi nước.
Hàng không là tác nhân chính gây ra biến đổi khí hậu, chịu trách nhiệm cho khoảng 7% lượng khí thải nhà kính của Vương quốc Anh. Chỉ tính riêng năm 2022, ngành hàng không Vương quốc Anh đã thải ra lượng khí thải tương đương 30 triệu tấn carbon dioxide (CO₂). Chuyển sang chuyến bay chạy bằng hydro, không thải ra CO₂ và NOx, được coi là yếu tố quan trọng để giảm dấu chân môi trường của ngành.
Nghiên cứu hợp tác đang được triển khai thông qua ba dự án:
H2GEAR – Một chương trình trị giá 54 triệu bảng Anh phát triển máy bay chạy bằng hydro, làm mát bằng phương pháp đông lạnh, hoàn toàn bằng điện cho các chuyến bay chặng ngắn.
HyFIVE – Được hỗ trợ 40 triệu bảng Anh, dự án này tập trung vào các công nghệ hệ thống nhiên liệu hydro lỏng có thể mở rộng quy mô.
H2flyGHT – Một sáng kiến trị giá 44 triệu bảng Anh nhằm mở rộng quy mô công nghệ máy bay chạy bằng hydro để hỗ trợ các máy bay thương mại lớn hơn.
Cốt lõi của những cải tiến này là pin nhiên liệu hydro tạo ra điện từ hydro lỏng lạnh mà không cần đốt cháy. Không giống như động cơ tên lửa đốt cháy hydro, các hệ thống này chuyển đổi dòng chảy của hydro thành năng lượng điện, mang đến phương tiện đẩy êm hơn, sạch hơn và hiệu quả hơn.
Một khía cạnh quan trọng của chương trình H2GEAR do Đại học Manchester dẫn đầu, nơi Giáo sư Sandy Smith và nhóm của ông đang tiên phong trong việc sử dụng phương pháp làm mát bằng phương pháp đông lạnh để tăng hiệu quả năng lượng. Nghiên cứu của họ tận dụng nhiệt độ cực lạnh của hydro lỏng (dưới -250°C) để làm mát các thành phần điện (dưới -200°C), giúp giảm đáng kể điện trở. Điều này tạo ra các hệ thống siêu dẫn, có khả năng cung cấp năng lượng cho động cơ đẩy điện với hiệu suất trên 99%. Không giống như các chất siêu dẫn, vốn dựa vào các vật liệu kỳ lạ và các điều kiện phức tạp, các hệ thống siêu dẫn sử dụng các chất dẫn thông thường hơn để mang lại hiệu suất vượt trội nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn.
Russ Dunn, Giám đốc công nghệ tại GKN Aerospace, cho biết: “Máy bay chạy bằng hydro cung cấp một lộ trình rõ ràng để duy trì kết nối thế giới, với bầu trời trong xanh hơn đáng kể. Vương quốc Anh đi đầu trong công nghệ này và dự án H2GEAR là một ví dụ về sự hợp tác tốt nhất giữa ngành công nghiệp, học viện và Chính phủ”.
Ra mắt vào năm 2020 với sự hỗ trợ từ Viện Công nghệ Hàng không Vũ trụ và các đối tác công nghiệp, chương trình H2GEAR dự kiến sẽ kết thúc vào năm 2025. Một thiết bị trình diễn động cơ đẩy chạy bằng hydro quy mô nhỏ hiện đang được thử nghiệm tại Đại học Manchester, với sự tích hợp đầy đủ các hệ thống điện siêu dẫn dự kiến vào đầu năm 2035.
Liên minh Hydrogen Vương quốc Anh ước tính rằng hàng không chạy bằng hydro có thể đóng góp hơn 30 tỷ bảng Anh hàng năm cho ngành hàng không vũ trụ Vương quốc Anh. Với nghiên cứu hợp tác này dẫn đầu, Vương quốc Anh sẽ trở thành quốc gia dẫn đầu toàn cầu về đổi mới hàng không bền vững.
