Турбований водневий двигун - прорив для електричної авіації

 Каліфорнійська компанія HyPoint стверджує, що її нова конструкція паливного елемента з турбонаддувом дозволяє в три рази збільшити потужність і в чотири рази термін служби звичайного паливного елемента, відкриваючи можливість створення високошвидкісних далекомагістральних електричних літаків VTOL з водневим двигуном. Щільність енергії нової системи в 3 рази вище, ніж у літій-іонних акумуляторів.

Маса в авіації - найважливіший параметр, особливо якщо мова заходить про VTOL, апаратах вертикального зльоту і посадки, які можуть стати новим видом міського громадського транспорту. Майже всі компанії, які розробляють аеротаксі, використовують в якості джерела живлення літій-іонні батареї, щільність енергії яких залишає бажати кращого.

Водень здається більш прийнятною альтернативою літієвим акумуляторам, принаймні для авіації. У нього набагато вище щільність енергії, а заповнити бак можна за кілька хвилин.

Стартап HyPoint з 2018 року розробляє паливну систему з низькотемпературної протонообмінні мембраною для промислових дронів. Але з тих пір, як засновники перебралися в Кремнієву долину, компанія почала замислюватися про більш масштабних цілях - міський пасажирської авіації.

Для того щоб маса батарей не збільшувалася, розробники вибрали технологію повітряного охолодження, що дозволяє позбутися від резервуарів з охолоджувальною емульсією і насосів. Однак у сучасних паливних елементів з повітряним охолодженням обмежена потужність і термін служби, а працюють вони тільки при температурі від -5 до 30 ° C.

«Ми збільшили потужність паливної батареї, помістивши її всередину повітряного каналу, де циркулює стиснене, зволожений і термально стабілізований повітря, - пояснив Алекс Іваненко, один із засновників HyPoint. - Тиск повітря підтримується на рівні 3 бар компресійної системою. Повітря зі зниженим вмістом кисню проходить через контрольний вентиль і замінюється на свіжий стиснутий повітря з нормальним вмістом кисню ».

Додатковий приплив кисню разом з протонообмінні мембраною, розробленої компанією, дозволяє проводити через паливний елемент в три рази більше водню, ніж зазвичай, утраивая питому потужність без збільшення маси. Вся система видає Потужність 2000 Вт на кг. Для порівняння, кращі паливні елементи з рідинним охолодженням здатні на 150-800 Вт / кг, а з повітряним - 800 Вт / кг.

Щільність енергії всієї системи становить близько 960 Вт / кг, тобто в три рази більше, ніж у літій-іонних батарей. Крім того, вона споживає «брудний» водень, очищений тільки до 99%. Це дозволяє заощадити на очищенні.

Працює система в Широм температурному діапазоні - від -50 до +50 ° C. У лабораторних умовах вона пропрацювала без обслуговування 20 000 годин, в чотири рази більше звичайного.

Джерело