Con el objetivo de “descarbonización cero” que la industria aeronáutica se propuso alcanzar para el 2050, evolucionar hacia una aviación sustentable es una realidad tangible gracias al desarrollo de los biocombustibles (SAF) y a la sustitución de los combustibles fósiles.

Más allá de las decisiones políticas, la meta se va alcanzando con el transcurso de los días con las pruebas realizadas hacia una aeronáutica más eficiente en términos generales.

En este sentido, unos de los pasos importantes es la utilización del hidrógeno líquido. El Proyecto HEAVEN es uno de los logros más importantes del 2023, ya que consiguió diseñar, desarrollar, integrar y hacer volar el primer tren motriz de aeronaves del mundo basado en un sistema de pilas de combustible de hidrógeno líquido de alta densidad en potencia. 

El HY4 es el avión demostrador eléctrico que superó con éxito una serie de operaciones seguras y eficientes, con el objetivo de lograr vuelos de largo alcance y libres de emisiones. El hidrógeno líquido duplica el alcance a 1500 km en comparación con el uso del gaseoso. Este sistema alimenta una pila de combustible eléctrica que lo impulsa durante el vuelo.

Se ha demostrado que un sistema de pila de combustible presurizada aumenta la densidad de potencia en un factor de 2 a 3 y puede funcionar a una temperatura más alta, realizando menos esfuerzos de refrigeración y, por lo tanto, reduciendo el peso, el consumo de energía y el volumen del sistema de gestión térmica.

El proyecto propone el diseño de una arquitectura modular con un sistema que se adapta a los diferentes tamaños de las aeronaves tripuladas y no tripuladas. Esto se completa con el análisis en la seguridad y la regulación. 

La tecnología de pilas está formada por dos sistemas PEM de 45 KW de alta potencia, integradas por placas bipolares metálicas adaptables para lograr que sea capaz de impulsar a una aeronave sin el apoyo de una batería. El almacenamiento del hidrógeno se basa en una tecnología criógena para lograr un índice gravimétrico de alrededor del 15 %, en una carga útil de entre 10 a 25 kg, y  proporcionar una autonomía de vuelo de 5 a 8 horas.

Es la primera vez en todo el mundo que la tecnología de almacenamiento de hidrógeno líquido criogénico es aplicada a la aeronáutica. Este desarrollo mejora la densidad energética actual de los tanques H2 presurizados en un factor de 2 a 5 y conduce a un alto rendimiento comercial.

Heaven está conformado por un consorcio de contribuyentes del Gobierno europeo, financiado por la empresa Clean Hydrogen Partnership (ex Fuel Cells and Hydrogen 2) y cuenta con el apoyo del programa de investigación e innovación “Horizonte 2020” de la Unión Europea, Hydrogen Europe e Hydrogen Europe Research.

El primer vuelo de un avión con esta tecnología fue el H2FLY. Los ensayos de esa jornada consistieron en cuatro vuelos propulsados por hidrógeno líquido. Uno de ellos era permanecer más de tres horas en el aire.

Este año el H2FLY abrirá su Centro de Aviación de Hidrógeno en el aeropuerto de Stuttgart, cofinanciado por el Ministerio de Transporte de Baden Württemberg, Alemania. Este centro se convertirá en un punto focal para el futuro de la industria de la aviación europea y su economía del hidrógeno incluirá instalaciones de integración de aviones de pila de combustible e infraestructura de hidrógeno líquido.

El Proyecto HEAVEN ha sido galardonado con el premio a “La mejor innovación” por la Asociación de Hidrógeno Limpio 2023.  Aún queda mucho por desarrollar en el camino hacia la descarbonización. Sin embargo, HEAVEN continuará tallando el futuro de la aviación sostenible a través del desarrollo de más tecnologías basadas en hidrógeno.

Fuente y fotos: Heaven Corporation.