Venimos siguiendo estos últimos años con interés todos los avances realizados en hidrógeno, y en concreto la iniciativa ZEROe de Airbus. De hecho no hace mucho hablábamos del primer vuelo con hidrógeno realizado por Airbus, con un motovelero.
Pero la pila de hidrógeno que alimentará el motor del futuro que ha arrancado por primera vez es mucho más grande. El motor fue presentado en 2022, y sabemos que el plan de Airbus y Safran es ensayarlo en un A380, y que han hecho ya algunas pruebas con su proyecto Hyperion.
El ensayo se ha realizado en una bancada de ensayos, iron bird la llaman en la nota de prensa, totalmente instrumentada para medir el rendimiento de las células de hidrógeno y del motor, y además capaz de soportar los esfuerzos que induce en ella el motor mientras soporta el motor. ¡Y la pila ha llegado a los 1.2MW (~16100CV) de potencia!.
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La apuesta del futuro de Airbus es el SAF a corto plazo, y el hidrógeno a más largo plazo. Según desvelan sus notas de prensa, pretenden tener volanto tan pronto como en 2035 un avión con motor de hidrógeno, y en 2026 el A380 número de serie 001 (MSN001).
Dejamos la nota de prensa debajo:
A finales de 2023, los equipos de ZEROe pusieron en marcha el futuro sistema de propulsión de hidrógeno diseñado para la aeronave de concepto eléctrico de Airbus. Además del sistema de celdas de combustible de hidrógeno, el «iron pod» -equivalente en motores al «iron bird«- contiene los motores eléctricos necesarios para hacer girar una hélice y las unidades que los controlan y mantienen refrigerados. Su exitoso encendido a 1,2 megavatios es un paso crucial en la hoja de ruta de Airbus para poner en servicio una aeronave de propulsión de hidrógeno para 2035.
El poder del elemento más abundante del mundo
En 2020, Airbus compartió cuatro conceptos de aeronaves propulsadas por hidrógeno con el público. Tres utilizaban la combustión de hidrógeno y motores híbridos para la potencia, y la cuarta era completamente eléctrica, utilizando celdas de combustible de hidrógeno y un sistema de propulsión de hélice. Estas celdas de combustible funcionan transformando el hidrógeno en electricidad a través de una reacción química. El subproducto de la reacción es agua (H2O), lo que resulta en casi cero emisiones.
El enorme potencial de las celdas de combustible de hidrógeno para descarbonizar la aviación las convirtió en una de las tecnologías clave elegidas para ser exploradas en mayor profundidad en el demostrador ZEROe, pero hubo un desafío. Aunque las celdas de combustible de hidrógeno ya existían en el mercado cuando comenzó el proyecto, ninguna proporcionaba la energía necesaria para alimentar una aeronave manteniendo un peso aceptable. Por lo tanto, en octubre de 2020, Airbus creó Aerostack, una empresa conjunta con ElringKlinger, para desarrollar pilas de celdas de combustible de hidrógeno que estarían en el corazón del sistema de propulsión eléctrica de una aeronave ZEROe.
Las pruebas exhaustivas del sistema de células de combustible se llevaron a cabo en Ottobrunn, Alemania, a solo 13 kilómetros de Múnich, en la Casa de Sistemas de Aeronaves Eléctricas (EAS, por sus siglas en inglés). La instalación de Airbus es la más grande de Europa para probar sistemas de propulsión y combustibles alternativos, y es donde se prueban los principales componentes del sistema de propulsión que impulsarán las hélices del demostrador.
En junio de 2023, Airbus anunció el exitoso programa de pruebas del sistema de células de combustible de hidrógeno, el cual alcanzó su nivel máximo de potencia de 1.2 megavatios. Fue la prueba más potente jamás lograda en la aviación de una célula de combustible diseñada para aeronaves a gran escala, y sentó las bases para el próximo gran paso del proyecto: integrar el sistema de propulsión completo con el motor eléctrico.
El hidrógeno alimenta el pod de hierro. El gran día tuvo lugar a finales de 2023, cerrando el año en un momento álgido para el equipo ZEROe. Después de completar con éxito las pruebas del sistema de celdas de combustible a 1,2 megavatios en junio y del tren motriz a 1 megavatio en octubre, los motores eléctricos del pod de hierro se alimentaron por primera vez con las celdas de combustible de hidrógeno.
“Fue un momento enorme para nosotros porque la arquitectura y los principios de diseño del sistema son los mismos que veremos en el diseño final”, dice Mathias Andriamisaina, jefe de pruebas y demostración del proyecto ZEROe. “El canal de alimentación completo se ejecutó a 1,2 megavatios, la potencia que pretendemos probar en nuestro demostrador A380”. Sistema de propulsión de celdas de combustible
Observar cómo interactúan los muchos sistemas durante esta prueba es clave para habilitar los siguientes pasos del proyecto. “Este proceso es cómo aprendemos qué cambios deben hacerse para que la tecnología sea apta para el vuelo”, dice Hauke Peer-Luedders, jefe del sistema de propulsión de celdas de combustible para ZEROe. “Medimos cómo funciona el sistema de propulsión en su conjunto probando la potencia necesaria para varias fases de vuelo diferentes, como el despegue, donde alcanzamos niveles máximos de potencia, y el crucero, cuando usamos menos potencia pero durante un período de tiempo más largo”.
Han pasado tres años desde que revelamos un concepto de avión alimentado al 100% por celdas de combustible de hidrógeno. Desde entonces, nos hemos adherido a nuestra línea de tiempo inicial y hemos hecho un tremendo progreso. El éxito reciente de poner en marcha el sistema de iron pod a 1,2 megavatios es un paso crucial hacia nuestro objetivo de poner un avión alimentado por hidrógeno en los cielos para 2035.
Glenn Llewellyn, vicepresidente de ZEROe Aircraft en Airbus
Las pruebas continuarán en esta primera versión del pod de hierro durante todo 2024. Una vez completado, el siguiente paso para el equipo ZEROe será optimizar el tamaño, la masa y las calificaciones del sistema de propulsión para cumplir con las especificaciones de vuelo. Las calificaciones incluyen las reacciones del sistema a la vibración, la humedad y la altitud, entre otros factores.
Una vez que se completen estas optimizaciones y pruebas, el sistema de propulsión de celdas de combustible se instalará en la plataforma de prueba de vuelo multimodal ZEROe, el primer A380 producido por Airbus, MSN001. Esto será seguido por las pruebas en tierra de los sistemas antes de la etapa crucial de probarlos en vuelo en el A380, actualmente programado para 2026.