تتعاون شركة ZeroAvia مع شركة Verne الناشئة في سان فرانسيسكو لجلب شكل أكثر كثافة من الطاقة من الهيدروجين لتنظيف الطيران. بالمقارنة مع الهيدروجين السائل المبرد، يمكن للهيدروجين المضغوط المبرد أن يقلل التكاليف، ويسرع عملية التزود بالوقود، ويزيد مسافة الرحلة بنسبة 40%.
الهيدروجين وقود مزعج إلى حد ما. ومن الصعب تخزينها ونقلها، مما يتطلب درجات حرارة شديدة البرودة أو ضغطًا كثيفًا للطاقة لتحويلها إلى أحجام مفيدة. إن تصنيع الهيدروجين أمر غير فعال في استخدام الطاقة ولا توجد شبكة توزيع خاصة به.
ولكنه حاليًا خيار الوقود الوحيد إذا أردنا أن تصبح صناعة الطيران خالية من الكربون تمامًا. قد لا تحمل نفس القدر من الطاقة التي يحملها وقود الطائرات، ولكنها توفر زيادة كبيرة في كثافة الطاقة مقارنة ببطاريات الليثيوم. ونتيجة لذلك، تعمل شركات مثل ZeroAvia على مدار الساعة لاختبار استخدامه على الطائرات التجارية والتحقق من صحته. إن الرحلات التجريبية لخلايا وقود الهيدروجين الغازية تجري بالفعل على قدم وساق، حتى على طائرات الركاب الصغيرة، وفي العام الماضي تم إنجاز أول رحلة مأهولة باستخدام الهيدروجين السائل كوقود.
والآن، تأمل شركة ZeroAvia في جلب شكل ثالث من وقود الهيدروجين إلى الواجهة، وهو شكل يمكنه حمل المزيد من الطاقة.
إن مفهوم الهيدروجين المضغوط المبرد (CcH2) موجود منذ 25 عامًا. قامت شركة BMW بتطوير نموذج أولي لنظام CcH2 لسيارات الركاب منذ أكثر من عقد من الزمن، وتعد Cryomotive واحدة من العديد من الشركات التي تتطلع الآن إلى تطبيق تقنية CcH2 على النقل بالشاحنات لمسافات طويلة. تعد الشركة بأن CcH2 هو وقود خالي من الانبعاثات ويمكنه تخزين أكثر من 3000 واط ساعة لكل كيلوغرام، مع نطاق الديزل وأوقات التزود بالوقود السريعة.
إذن ما هو بالضبط؟ يجمع CcH2 بشكل فعال بين التبريد المبرد للهيدروجين المسال وتقنية الضغط الجزئي لتخزين الهيدروجين الغازي. يتطلب الهيدروجين السائل درجة حرارة أقل من 20 كلفن (-253 درجة مئوية/-423 درجة فهرنهايت) عند الضغط المحيط، بينما يحتاج الهيدروجين الغازي غالبًا إلى الضغط إلى نطاق 700 بار عند درجة الحرارة المحيطة.
لنفترض أن الهيدروجين تم الاحتفاظ به عند درجة حرارة 20 كلفن ثم ضغطه إلى 240 بار. وفقا لبحث أجراه لانغمي وآخرون، فإن سعة التخزين الحجمي للهيدروجين ستزيد من 70 جم / لتر إلى 87 جم / لتر. ولكنه يقلل أيضًا بشكل كبير، وربما يزيل فعليًا، خسائر الغليان التي تميز تخزين الهيدروجين السائل. ويمكن أيضًا تعبئة الهيدروجين بسرعة نقل السائل دون الحاجة إلى تركيب معدات ضاغطة بقيمة ملايين الدولارات في كل محطة تعبئة.
وكما يوضح Composites World، فإنه يتيح أيضًا استخدام خزانات أخف وزنًا، أو تصنيعها من مواد أرخص، لأنه لا توجد حاجة للتعامل مع مستويات ضغط 700 بار أو توفير تبريد نشط داخل السيارة. يمكن للخزانات المعزولة أن تحافظ على برودة نفسها لأنه في كل مرة يتم استخدام الوقود، يتمدد الوقود المتبقي داخل الخزان، وستساعد مبادئ الديناميكا الحرارية على تقليل درجة الحرارة.
وقعت شركة ZeroAvia مذكرة تفاهم مع شركة Verne، التي تعاونت العام الماضي مع مختبرات Lawrence Livermore الوطنية لإظهار نظام CcH2 يعمل عند مستويات ضغط ودرجة حرارة غير معلنة قادر على تخزين 27 بالمائة من الهيدروجين أكثر من نظام الهيدروجين السائل ذي الحجم المماثل.
تعتقد Verne أن تقنية CcH2 لديها كثافة هيدروجين قابلة للاستخدام "أعلى بنسبة 40٪ من الهيدروجين السائل" وتعمل مع ZeroAvia "للتقييم المشترك" لفرص تطبيق CcH2 في الطيران والتحقيق في البنية التحتية الأرضية المطلوبة للهدرجة السريعة في المطارات.
في مقابلة مع Composites World، أوضح توبياس برونر من Cryomotive أن شركته تعتقد أن تقنية تخزين CcH2 الخاصة بها "مناسبة جدًا لصناعة الطيران" - ولكن فقط للطائرات الصغيرة، لأنه بمجرد الوصول إلى خزانات كبيرة تحتوي على مئات أو آلاف الكيلوجرامات من الوقود، فإن الهيدروجين السائل يظهر مرة أخرى كحل أخف وزنًا على مستوى النظام.