Moteur à hydrogène liquide, le nouveau record pour les piles à combustible

Le module peut stocker 200 kilogrammes d'hydrogène liquide

(Rinnovabili.it) – Le Californien Hydrogène universel Il a recommencé. Les dernières expériences dédiées àaviation à hydrogène ils ont réussi même si, pour être honnête, les tests ont eu lieu au sol et non dans les airs. Qu'est-ce qui a été testé ? Le fonctionnement de moteur à hydrogène liquide basé sur la technologie des piles à combustible et la classe du mégawatt, combiné à un système innovant module de stockage breveté par l'entreprise elle-même. « Il s'agit du plus gros moteur à pile à combustible jamais construit, alimenté par de l'hydrogène liquide. » » s'est enthousiasmé Mark Cousin, président et directeur technique de l'entreprise. « Ce qui en fait la dernière d’une série de « premières » pour Universal Hydrogen. »

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Voler zéro émission avec l’hydrogène

La décarbonisation du secteur aéronautique mondial est l’un des plus grands défis de la transition énergétique actuelle. Pour les premiers pas dans la réduction des émissions, le secteur a misé sur biocarburant à ajouter, des carburants d’origine végétale qui peuvent être progressivement mélangés au mix énergétique existant. Et sans aucune modification des moteurs ou des infrastructures existantes. Mais pour que les émissions de carbone soient complètement nulles, la technologie doit évoluer. Il y a deux options sur la table : utiliser le porteur électrique ou hydrogène. Le premier n’est cependant pas très adapté à l’aviation long-courrier. Les batteries, en effet, peuvent alimenter les moteurs d’un avion, mais leur poids limite sérieusement l’autonomie de vol.

Le H2 présente également des défis. Le principal réside dans la faible densité énergétique volumétrique de l’hydrogène. En d’autres termes, pour une quantité d’énergie donnée, l’hydrogène occuperait un volume nettement plus important que le carburéacteur traditionnel dans des conditions ambiantes. Pour résoudre ce problème, deux approches sont étudiées :

• là compressionavec des pressions de l'ordre de 700 bars qui augmentent cependant les pertes, réduisant la durée de vie des pièces mécaniques.
• là liquéfaction. En portant le support à des températures très basses (~ -250°C), il se liquéfie, réduisant ainsi son volume.

L’hydrogène liquide cryogénique n’est évidemment pas une panacée. Son énergie par unité de volume (bien que supérieure à celle à l’état gazeux) est tout de même de 24 % celle du kérosène. Malgré cela, elle apparaît comme l'une des solutions les plus intéressantes depuis le la combinaison d'une pile à combustible et d'un moteur électrique a environ le double de l'efficacité d'un moteur à combustion interne. Ainsi, seule la moitié de l’énergie peut être stockée.

Le maxi moteur à hydrogène liquide et le nouveau module

Le module cryogénique à hydrogène testé par la société californienne a alimenté pendant plus d’1 heure et 40 minutes le banc d’essai au sol « Iron Bird », simulant le profil de vol d’un avion régional. L’Iron Bird est un analogue fonctionnel du propulseur H2 qu’Universal Hydrogen teste en vol depuis mars 2023.

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Développé au centre d'ingénierie et de conception d'Universal Hydrogen à Toulouse, en France, le module contient environ 200 kilogrammes d'hydrogène liquide et est capable de le stocker pendant de longues périodes. À l’intérieur se trouvent des systèmes permettant de le reconvertir en hydrogène chaud qui est consommé par le groupe motopropulseur. Il intègre également des fonctionnalités telles que des systèmes de détection des fuites de H2 et de ventilation pour des opérations sûres, ainsi qu'une connexion rapide pour une installation et un retrait faciles de l'avion. Deux unités devraient suffire, selon la compagnie, pour parcourir 500 milles marins avec un avion de ligne régional ATR72.