Universal Hydrogen ya está volando con el avión de hidrógeno más grande del mundo, y ahora la compañía ha comenzado a probar módulos de combustible de hidrógeno líquido intercambiables que aumentarán radicalmente la autonomía de las operaciones de aeronaves de pasajeros limpias programadas para 2026.

Descarbonizar la aviación es un desafío; necesitas llevar mucha energía en la forma más ligera posible, y es muy difícil competir con el combustible para jets en esa métrica. Las baterías actualmente son abismales, por lo que los últimos años han visto un ritmo furioso de desarrollo en el espacio del hidrógeno, generalmente llevando a bordo hidrógeno como gas comprimido, luego pasándolo a través de una celda de combustible para alimentar hélices eléctricas.

El hidrógeno gaseoso podría duplicar el alcance de tu avión en comparación con una batería, y eso desbloquea vuelos regionales de corto alcance con cero emisiones. Universal está en la vanguardia absoluta aquí: el año pasado, la compañía voló el avión impulsado por celda de combustible de hidrógeno más grande jamás construido, por un largo trecho. Puedes ver a Lightning McClean, un avión Dash-8 convertido, tomar su primer vuelo en el video a continuación.

Los operadores de aerolíneas necesitarán renunciar a algunos asientos pagos para volar de esta manera limpia; el Dash-8 normalmente puede llevar hasta 56 pasajeros, y esta conversión de hidrógeno gaseoso consume 16 asientos. Pero operar con hidrógeno gaseoso permite a los operadores realizar vuelos de hasta alrededor de 740 km de autonomía, y eso, dice Universal, cubrirá alrededor del 75% de las rutas normalmente atendidas por esta clase de avión.

Para ir más allá de eso, necesitarás actualizar a hidrógeno líquido criogénico. Necesitas almacenarlo a temperaturas increíblemente bajas, por debajo de los 20 K (-253 °C/-423.4 °F) a niveles de presión ambiente, para mantenerlo en su fase líquida y evitar que se evapore. Si puedes manejar eso, se convierte en una cuestión de cuánto espacio de pasajeros cedes, pero el potencial está ahí para cubrir casi todos los vuelos que esta clase de avión maneja con combustible de jet.

Eso es increíble, pero si el hidrógeno gaseoso está en la vanguardia, los trenes de potencia de aviación de hidrógeno líquido están varios años detrás de eso, y realmente solo emergiendo de la etapa de investigación. Solo el pasado septiembre, H2Fly realizó el primer vuelo pilotado del mundo de un avión impulsado por hidrógeno líquido, con el notable Pipistrel Taurus de doble fuselaje mostrado a continuación.

H2Fly dice que pasar a H2 líquido ha duplicado básicamente el alcance del HY4 en comparación con lo que estaba obteniendo con gas comprimido, por lo que el potencial aquí es claro.

Lo que nos lleva a ahora. Universal Hydrogen ha estado trabajando durante algún tiempo para construir un sistema de combustible de H2 líquido modular a una escala relevante para su sistema de propulsión de clase megavatio para aviones de tamaño medio como el Dash-8 y ATR-72.

Estamos hablando de algo que se ve externamente exactamente como un contenedor de carga aérea regular, que puede llenarse en una instalación en tierra, luego intercambiarse dentro y fuera de un avión para reabastecimiento de combustible utilizando exactamente el mismo equipo que normalmente cargarías con carga. Aquí es cómo se verá, aunque la imagen a continuación muestra los módulos gaseosos utilizados con Lightning McClean.

Cada módulo de combustible de H2 líquido contiene un recipiente aislado al vacío de doble pared con una capacidad de alrededor de 200 kg de hidrógeno líquido. Cada uno también tiene un sistema de intercambio de calor incorporado, que acepta refrigerante caliente de los motores de hélice eléctricos y lo utiliza para vaporizar el H2 líquido, moviéndolo a una forma gaseosa que puede ser ejecutada a través de las celdas de combustible. También hay varias instalaciones de ventilación de evaporación y sistemas de detección de fugas para seguridad, así como una «conexión rápida a prueba de fugas» para enchufar la cosa una vez que esté en el avión.

Cada dos de estos módulos que metas en un ATR-72 convertido representa algo de 926 km de autonomía, además de todas las reservas necesarias, por lo que las aerolíneas serán libres de configurar sus aviones retrofit para el máximo alcance, o el máximo de asientos, o algo intermedio.

El martes, Universal anunció que había conectado un módulo de H2 líquido a su banco de pruebas basado en tierra «Iron Bird» por primera vez, en el Puerto Aéreo y Espacial de Mojave. Iron Bird es un equivalente funcional a los sistemas de propulsión de Lightning McClean, y el equipo lo llevó a través de un perfil de prueba de vuelo completo sin problemas, proporcionando energía constante durante una hora y 40 minutos. Echa un vistazo:

Este es el tren de potencia de celda de combustible más grande que jamás haya funcionado con hidrógeno líquido, lo que lo convierte en otro de una serie de ‘primeros’ para Universal Hydrogen.
Mark Cousin

Esta demostración de principio a fin de una molécula de hidrógeno moviéndose desde nuestro llenador/dispensador a nuestro módulo de almacenamiento y luego a nuestro tren de potencia es la primera vez que todas las piezas de nuestra cartera de productos para la aviación regional se han unido. El siguiente paso es actualizar nuestra bancada de pruebas de vuelo para volar el tren de potencia alimentado por nuestros módulos.
Paul Eremenko.

Este logro representa un progreso verdaderamente notable en uno de los sectores de descarbonización más difíciles y más importantes; los aviones de línea de hidrógeno líquido ofrecen una forma increíblemente prometedora de limpiar nuestros cielos. Universal apunta a que este sistema esté listo para vuelos comerciales de pasajeros tan pronto como en 2026.

La otra startup líder en este espacio, ZeroAvia, ahora está trabajando en llevar las cosas a otro nivel. El almacenamiento de hidrógeno criocomprimido mantendrá el combustible a temperaturas cercanas a las líquidas criogénicas, pero también agregará cantidades moderadas de presión a la mezcla. Muchos factores entran en juego, dice ZeroAvia, pero el resultado final parece que podría proporcionar un aumento del 40% en el alcance del avión sobre lo que puede ofrecer el H2 líquido.