BeautHyFuel: il motore a turbina alimentato a idrogeno liquido Made in France
Idrogeno non solo come mezzo di accumulo delle rinnovabili ma anche come carburante diretto di una nuova generazione di aerei. Questa è la strada che il vettore sta percorrendo parallelamente alle destinazioni e agli usi più dibattuti. L’ultima novità nel campo? Il motore a turbina alimentato a idrogeno liquido progettato Turbotech, Safran e Air Liquide, il primo mai realizzato (o quantomeno testato con successo) al mondo.
L’innovativo componente è frutto del progetto BeautHyFuel, lanciato in Francia per esplorare soluzioni di propulsione a idrogeno per aerei leggeri. Con l’obiettivo di dimostrare la possibilità di convertire al vettore le tradizionali tecnologie di combustione interna.
Come ridurre le emissioni di CO2 degli aerei
L’iniziativa risponde ad una delle richieste più urgenti fatte all’aviazione mondiale: ridurre le emissioni climalteranti per prendere parte in maniera concreta al processo di decarbonizzazione globale.
La risposta immediata del comparto è stata fin da subito puntare sui SAF, ossia i combustibili sostenibili per l’aviazione. Si tratta di prodotti con una componente di origine non fossile, ma dotati di caratteristiche chimiche e fisiche pressoché identiche a quelle del carburante aereo convenzionale. Una qualità che rende possibile il loro utilizzo nei motori e nei sistemi di rifornimento aeroportuali già esistenti. Questi combustibili non portano un risparmio diretto sulle emissioni aeronautiche, quanto piuttosto uno risparmio “indiretto” calcolato su tutto il ciclo di vita (circa -80%).
H2 come combustibile aereo, le sfide tecniche
In questo contesto il vettore H2 potrebbe rappresentare una scelta climaticamente più vantaggiosa – non produce CO2 – sebbene tecnicamente più ardua. La sua elevata infiammabilità e la bassa densità di energia volumetrica richiedono infatti una certa complessità nei sistemi di stoccaggio a bordo dei mezzi
Ben inteso: quando si parla di idrogeno come combustibile più pulito, non significa che sia privo di emissioni inquinanti.
Poiché l’idrogeno brucia a temperature più elevate rispetto al gas naturale e altri carburanti, la combustione di H2 puro può facilitare la reazione termica tra ossigeno e azoto dell’aria, portando ad emissioni di ossidi di azoto (NOx) comparativamente più elevate. Una possibile mano al problema degli ossidi di azoto arriva dall’idrogeno liquido grazie alla sua bassa temperatura (-253 ºC).
Il 1° motore a turbina alimentato a idrogeno liquido
Avviato nel 2022, il progetto BeautHyFuel ha condotto un primo esperimento ad inizio 2024 utilizzando idrogeno stoccato in forma gassosa in un un motore turboelica rigenerativo Turbotech TP-R90.
Quindi i partner hanno lanciato la seconda fase: testare a terra un motore a turbina alimentato a idrogeno liquido. Ai fini dell’esperimento il motore è stato accoppiato a un sistema di stoccaggio criogenico (–250°C) sviluppato da Air Liquide per dimostrare l’integrazione end-to-end di un sistema di propulsione che replica tutte le funzioni su un aeromobile completo.
I risultati
L’esperimento ha dato i risultati sperati. “L’obiettivo di questo lavoro – ha affermato Damien Fauvet, CEO di Turbotech – era quello di raggiungere una densità energetica simile a un sistema di alimentazione convenzionale Avgas o Jet A-1, tenendo conto dei vincoli associati al retrofit, all’operabilità e alla certificazione di una soluzione di propulsione a idrogeno criogenico. Il progetto è stato un successo completo e rapido, grazie a un notevole lavoro di squadra da parte delle principali aziende aerospaziali e delle PMI coinvolte”.
“Questa seconda fase segna il culmine di successo del progetto”, ha affermato Pierre-Alain Lambert, VP Hydrogen Programs di Safran. “Associando la nostra tecnologia al sistema di stoccaggio criogenico di Air Liquide, che fornisce la densità energetica necessaria per le applicazioni aeronautiche, abbiamo dimostrato che è possibile una soluzione di propulsione ad alta tecnologia completa con zero emissioni di carbonio in volo e che può essere direttamente integrata in aeromobili leggeri”.
“Si tratta di un importante passo avanti nella transizione verso una propulsione aeronautica completamente decarbonizzata”, ha aggiunto Fauvet. “E sarà pronto a prendere il volo non appena il mondo produrrà in serie l’idrogeno verde”.