Primul aparat de zbor alimentat exclusiv cu hidrogen

Primul aparat de zbor alimentat exclusiv cu hidrogen



BASF participa la un program pilot pentru a promova o tehnologie inovatoare in sectorul energiei, care este aplicata in prezent la bordul primului aparat de zbor, alimentat exclusiv cu hidrogen. Pilele de combustie care fac posibila alimentarea cu hidrogen vor putea fi folosite, in curand, si la aplicatiile portabile din turism, pentru furnizarea de electricitate si caldura in casele oamenilor si, intr-un viitor nu foarte indepartat, chiar in masini.
Oricine se asteapta sa auda huruitul motorului la decolarea unui motoplanor "Antares DLRH2 " va avea o mare surprinza: aparatul de zbor se inalta aproape fara zgomot de la sol. Si mai mult de atat, nici nu se simte miros de combustibil. Antares este primul aparat de zbor cu personal la bord, alimentat exclusiv cu hidrogen (H2).




Alimentarea pe baza de hidrogen este posibila datorita sistemului de pile de combustie amplasat in rezervoarele de sub aripi. Tot aici se genereaza electricitatea pentru dispozitivele electronice de la bord si pentru motorul electric. In centrul sistemului se afla un ansamblu membrana-electrod, prescurtat MEA, proiectat de Divizia de Dezvoltare a Pilelor de Combustie BASF. In MEA, energia chimica generata de reactia dintre oxigen si hidrogen este transformata direct in electricitate si caldura.

Antares DLR-H2 a fost construit de Centrul Aerospatial German (DLR) si compania Lange Aviation pentru a testa potentialul pilei de combustie in cazul aplicatiilor aeronautice.



"BASF ia parte la acest program pilot pentru a promova o tehnologie inovatoare in sectorul energiei, care se va dezvolta foarte mult in viitorul apropiat, si nu doar la bordul unui aparat de zbor", precizeaza Dr. Carsten Henschel de la BASF.

"In vremurile noastre in care resursele de energie sunt tot mai limitate, pila de combustie poate sa asigure rezervele necesare, intrucat hidrogenul poate fi obtinut dintr-o varietate de surse: energie eoliana, solara, gaz natural sau motorina. In plus, este mult mai eficient decat tehnologiile conventionale din sectorul energiei, si singurul gaz pe care il emite sunt vaporii de apa."



Provocarea pe care o intampina proiectantii in acest moment este sa mentina sistemul de pile de combustie cat mai redus in dimensiune si greutate pentru aplicatiile practice. Cheia succesului este reducerea pe cat de mult posibil a numarului de componente.

Sistemele de pile de combustie conventionale functioneaza la maximum 80 grade Celsius. Pentru a functiona in avioane, atat la sol cat si la altitudini mari, acestea au nevoie de un numar mare de unitati auxiliare si de un sistem de control complex. Ansamblul membrana-electrod dezvoltat de BASF deschide acum noi orizonturi pentru integratorii de sistem, intrucat incorporeaza prima membrana pentru pile de combustie din lume, disponibila pe piata, care permite temperaturi de functionare de pana la 180 grade Celsius. Pilele de combustie echipate cu acest material pot fi racite cu aer si nu este nevoie sa fie umezite cu apa, eliminand nevoia de umezitori de aer, pompe pentru apa, rezervoare, supape sau sisteme de curatare. Sistemele inovatoare BASF sunt comercializate sub brand-ul Celtec®.

Eficienta remarcabila a membranei Celtec® nu este evidenta la prima vedere: dreptungiul subtire,, de dimensiunea unei palme, arata ca oricare pelicula de plastic conventionala. Cu toate acestea, "datorita membranei Celtec®, sistemele de pile de combustie necesita acum cu pana la o treime mai putine componente, ceea ce reduce costurile cu pana la 40%. Rezistenta la temperaturi foarte ridicate a membranei a facut din pila de combustie un produs comercial foarte atractiv," explica specialistul Henschel de la BASF.

Cererea pentru produsele Celtec® este deja insemnata: pe langa fabrica BASF din Frankfurt, o noua uzina va incepe productia in aceasta vara in Somerset (New Jersey), USA. Aproape 150 de companii si institutii se bazeaza pe Celtec®, iar numarul lor este in crestere pe masura ce tehnologia se apropie de momentul lansarii pe piata.




Pilele de combustie rezistente la temperaturi ridicate vor putea fi utilizate in curand la aplicatiile portabile din turism, pentru furnizarea de electricitate si caldura in casele oamenilor si in masini. Tehnologia prezinta un interes puternic si pentru industria electronicelor, care vrea sa foloseasca pila de combustie pentru a creste ciclul de viata al telefoanelor mobile, echipamentelor de radio si laptop-urilor cu pana la cinci ori mai mult.

Ca o pila de combustie sa produca suficienta electricitate pentru aplicatii practice, cum ar fi alimentarea motoplanorului Antares, mai multe pile sunt combinate sa formeze un pachet de pile de combustie. Special pentru Antares, compania daneza Serenergy a creat un sistem deosebit de usor, racit cu aer, format din sute de pile cu membrane Celtec®. Astfel, pila de combustie face posibila decolarea aparatului de zbor Antares.

"Ca urmare a testelor de zbor efectuate pe Antares, intentionam sa instalam pila de combustie intr-un Airbus A320, unde va putea fi optimizata pentru folosire la bordul unei aeronave mari, pentru a face rezervele de electricitate de la bord mai eficiente pe viitor," explica Dr. Josef Kallo de la DLR din Stuttgart. Instalata intr-o aeronava de dimensiuni mari, pila de combustie poate avea utilitati multiple: nu va contribui doar la asigurarea rezervelor de energie prin electricitatea generata, produsele auxiliare de caldura si apa vor servi ca "anticongelant" pentru aripi si ca rezerva pentru toaleta. Seriile de teste DLR cu Antares sunt programate sa fie finalizate in 2010 si atunci pila de combustie va decola pentru prima data intr-un "A320 ATRA" al DLR.
Istoria pilei de combustie incepe in 1838 in laboratorul chimistului cu dubla nationalitate franceza-elvetiana, Christian Friedrich Schönbein, si al fizicianului galez, William Robert Grove. Acesti oameni de stiinta au testat principiul pilei de combustie in experimente comune. Din pacate, materialele erau atat de greu de obtinut incat inventia lor a fost lasata deoparte pentru manualele de electrochimie. Un secol mai tarziu, inginerii aerospatiali americani au utilizat tehnologia pentru prima data: o pila de combustie a calatorit in spatiu cu capsulele Apollo