IHI trình diễn Hệ thống tuần hoàn hydro công suất cao nhất thế giới dành cho pin nhiên liệu máy bay, mang lại sự nhỏ gọn và độ bền cao

Hôm nay IHI thông báo rằng họ đã phát triển và trình diễn thành công máy thổi tua bin hydro điện, một thiết bị tuần hoàn hydro công suất lớn đạt được khối lượng tuần hoàn hydro cao nhất thế giới trong cùng loại. Thiết bị này được phát triển để sử dụng trong pin nhiên liệu máy bay và đã thành công trong việc đạt được công suất lớn bằng cách sử dụng động cơ tốc độ cực cao với ổ trục khí độc quyền (xem ghi chú 1).

Dự án này là thành quả của sự hợp tác với Đại học Akita và Công ty TNHH Sanei Kikai, công ty sản xuất các bộ phận thân máy bay và thiết bị chế tạo ở tỉnh Akita.

Máy thổi tua bin hydro điện (xem Hình 1) là thiết bị thu thập một lượng lớn hơi nước chứa hydro (khí thải từ phía cung cấp hydro), được thải ra không phản ứng trong quá trình phát điện pin nhiên liệu và tuần hoàn đến điện cực nhiên liệu (cathode và anot).

IHI đã tăng công suất tuần hoàn khí hydro của thiết bị này một cách thích hợp cho pin nhiên liệu máy bay bằng cách sử dụng động cơ tốc độ cực cao độc quyền (xem Hình 2) với ổ trục khí sử dụng hydro. Do đó, nó tăng đáng kể sản lượng và hiệu quả đồng thời giảm kích thước và trọng lượng của thiết bị tuần hoàn.

Vòng bi khí không sử dụng dầu bôi trơn. Điều này giúp loại bỏ nguy cơ dầu làm nhiễm bẩn hydro. Ngoài ra, trạng thái không tiếp xúc của trục quay cho phép có độ bền cao.

Hơn nữa, hệ thống thiết bị có thiết kế kín để sử dụng trong môi trường hydro. IHI tăng cường hiệu suất nhiệt thải của động cơ để giảm thiệt hại do nhiệt cho động cơ. Hệ thống này sẽ cho phép tuần hoàn hydro cho pin nhiên liệu lớn với công suất đầu ra vượt quá 400 kW, cần thiết cho pin nhiên liệu máy bay. Máy thổi công suất nhỏ thông thường phải vận hành song song nhiều thiết bị.

Đánh giá hiệu suất của nguyên mẫu đã hoàn thành được thực hiện tại Trung tâm Năng lượng Xanh Soma IHI (xem ghi chú 2) và Trung tâm Nghiên cứu Chung về Kiến trúc Điện tại Đại học Akita (xem ghi chú 3). Do đó, người ta đã xác nhận rằng hiệu suất yêu cầu có thể đạt được thu được. Trước đây, rất khó đạt được hiệu suất trong môi trường có khí hydro từ khí thải cực âm của pin nhiên liệu và trong môi trường có độ ẩm cao chứa hơi nước. Các ứng dụng cho bước đột phá này sẽ mở rộng ra ngoài lĩnh vực hàng không, bao gồm việc phát triển các thiết lập di chuyển bằng pin nhiên liệu hiệu suất cao cho tàu thủy và xe tải lớn.

IHI sẽ tiếp tục nghiên cứu phát triển hệ thống động cơ hybrid điện để điện khí hóa máy bay, thúc đẩy nỗ lực phát triển hệ thống tuần hoàn hydro mà IHI sẽ xác minh trên hệ thống pin nhiên liệu vào cuối năm 2024.
Kết hợp động cơ điện công suất cao cho máy bay động cơ đẩy với máy nén turbo điện cung cấp không khí cho pin nhiên liệu và cánh quạt nam châm nhựa thông lượng cao cũng đang được phát triển sẽ góp phần triển khai thực tế máy bay chạy pin nhiên liệu hydro trong những năm 2030. Công ty cũng sẽ tiến tới điện khí hóa và tối ưu hóa toàn bộ hệ thống máy bay bằng cách tích hợp các công nghệ của mình, bao gồm cả động cơ điện tích hợp động cơ, vào động cơ phản lực lai điện chạy bằng pin nhiên liệu.

Ghi chú

1. Ổ trục khí hút khí xung quanh về mặt thủy động lực để tạo thành màng khí khi trục quay ở tốc độ cao, với màng này cho phép rôto nổi hoặc bay lên và đạt được khả năng tự quay.
2. Trung tâm Năng lượng Xanh Soma IHI khai trương vào năm 2020 như một sáng kiến ​​nhằm tạo ra một cộng đồng “thông minh” sản xuất năng lượng tái chế tại địa phương để tiêu dùng tại địa phương, khai thác hydro để loại bỏ lượng khí thải carbon dioxide. Trung tâm này đóng vai trò là trung tâm phát triển công nghệ tiên tiến để khai thác hydro. Nó sử dụng lượng điện dư thừa được tạo ra từ hệ thống năng lượng mặt trời 1.600kW để sản xuất hydro. Nó cũng sẽ hoạt động như một nơi thử nghiệm hydro, bao gồm nghiên cứu và trình diễn các công nghệ sử dụng hydro và chuyển đổi chất mang năng lượng cho nền kinh tế dựa trên hydro.
3. Đại học Akita đã nhận được khoản tài trợ theo Dự án Trợ cấp cho Đại học Khu vực và Dự án Sáng tạo Công nghiệp Khu vực để thành lập Trung tâm Nghiên cứu Chung về Kiến trúc Điện vào tháng 4 năm 2021. Trường điều hành cơ sở này với Đại học Tỉnh Akita. Trung tâm được thành lập bằng cách cải tạo Trường tiểu học Tanehira cũ ở Yuwa, gần Sân bay Akita và là nơi đặt Phòng thí nghiệm Đánh giá Động cơ Thế hệ Tiếp theo.

Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage:      https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube:      https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt