五百英里50座,电动力飞机:这是一个大胆的目标但ZeroAvia的创始人,为航空电动动力系统的先驱,相信他能够实现它。更重要的是,公司有专业知识和金融支持。
日益增长的空中旅行的气候影响
作为全球努力脱碳、航空部门发现自己他们的靶子。空中旅行现在负责全球二氧化碳排放量的2%,和其他行业的影响似乎将成长为减少他们的碳足迹。
航空面临两个挑战:越来越多的人经常要飞,似乎很难让飞机零排放。
第一点,航空运输行动小组(ATAG)预测2050年客运量将2019年的2.5倍。第二点,航空旅行的环境影响不仅仅是二氧化碳排放。释放二氧化碳+氮氧化物(氮氧化物常见的空气污染),水蒸气,颗粒在高海拔放大他们的温室气体排放。这就是为什么,如果不采取措施,一些专家预测航空可能会负责一半的人为2050年对气候的影响。
ZeroAvia零排放的方法
正在采取措施。能源供应商和飞机运营商正在探索可持续的航空燃料的潜力(SAF)。这些是由非化石燃料来源,主要是玉米谷物和油籽。同时,飞机制造商正在研究电气化。无论是大街没有挑战。
发动机燃烧SAF降低温室气体排放,但不完全消除它们。他们可能还需要额外的土地用于种植和收割。
谢尔盖Kiselev ZeroAvia副总裁欧洲,解决这一问题同工程师杂志在最近的一次问答环节。“可持续的航空燃料(SAFs)仍然是有限的可用性和气候产生有害排放,”他说,在继续,”和当前和预期的电池技术不符合航空weight-sensitive性能的需求。”万博体育登录首页
作为回应,ZeroAvia重点是“发展中hydrogen-electric电力火车,使用低碳的氢燃料电池发电系统,进而用于飞机没有任何除了水蒸气排放。”
为什么氢?
氢气可以燃烧,像汽油或喷气燃料或用于燃料电池发电。ZeroAvia选择燃料电池在燃烧,因为燃烧而不释放二氧化碳,它仍然散发出氮氧化物。
燃料电池是通过氢气和氧气混合。这个过程带质子从氢分子,这迫使电子电路流动。一个足够大的细胞,有足够的电流来驱动电动机。而氮氧化物,唯一的副产品是水。
氢也是一个非常高效的能源。比较是能量密度的措施之一。这是包含在一公斤或磅的能量的物质。一公斤氢气拥有三倍的能量一公斤喷气燃料和锂离子电池的四倍。这意味着飞机由氢不需要携带尽可能多的重量,飞机的喷气燃料。
从安全的角度来看,在喷气燃料氢是一种进步。它需要更多的氧气比汽油,点燃,燃烧温度较低。此外,比空气轻,氢气体消散的很快,如果释放,与燃料蒸汽。
改造解决方案
飞机可以持续20年或30年。波音,空客,离开工厂,或较小的制造商今天仍将在2050年的服务。这意味着尽管公司都致力于电动飞机,这将是一个长时间显著影响航空业的温室气体排放。
但这真理不太合环保ZeroAvia。启动打算改造现有飞机和电动动力传动系统。这由一个电动马达加燃料电池,电能和热能管理系统,压缩机,并为氢气体或液体储罐。开发工作量少、认证的挑战,这是一个方法,将更快、更便宜。
储氢的挑战
能量密度使氢有吸引力时,气体带有一个挑战。压缩到一个可管理的体积需要拿着它在极高的压力下。
讨论这个问题,Kiselev指出,“存储氢航空器上有权力长途航班需要创新的存储解决方案,不同于现有技术和方法用于飞机燃料。”万博体育登录首页
短的航班需要氢可以存储在压缩气体的形式。然而,增加范围需要更多的氢,这需要更多的存储卷。ZeroAvia打算解决这个问题通过移动液体氢。这需要非常低的温度下,氢的沸点是-423 F (-253 C)。(增压了,但是仍然需要极低的温度)。
Kiselev指出,“ZeroAvia正在与高度创新公司工程师解决这个挑战。”
ZeroAvia电气动力系统发展计划
ZeroAvia是一个新公司,业务在英国和美国成立于2017年,企业家和飞行员Val Miftakhov,很快就吸引了人才和资金需要证明燃料电池概念和演示技术可行性。万博体育登录首页毫无疑问,它帮助Miftakov没有新人电气化和绿色能源。他以前是eMotorWerks电气化公司,他白手起家,随后卖给埃奈尔。
经过一段时间的秘密发展,2019年,在霍利斯特的机场,加州Miftakov演示了使用电池的电能Piper飞机矩阵。一年后,ZeroAvia重复修改Piper马里布的成就从英国克兰菲尔德六人座的飞机
证明了电动动力系统,该公司已经准备好下一步。2020年9月25日,ZeroAvia成为世界上第一家展示氢燃料电池的飞行。英国克兰菲尔德,这次历时8分钟的飞行了使用转换Piper马里布,机场。
一个更强大的动力传动系统也正在开发中。ZA2000命名,这将产生2000千瓦的电力。这将进入一个19-seater飞机ZeroAvia预计在2024年注册。从这里的计划,ZeroAvia称之为HyFlyer二世,是跳起来一个座位飞机行驶500英里在2026年。
氢能源需要机场基础设施
认识到推动将会是一个关心飞机运营商,ZeroAvia包括在规划和开发工作。气态氢,它证明了氢机场加油生态系统(兔子)与六人座的Piper飞机。这结合了现场电解制氢和移动存储和飞机加油。
解决需要液氢加油,ZeroAvia也在研究液氢机场加油生态系统(LHARE)。
ZeroAvia的合作伙伴和资金
开发一个新飞机动力系统技术是一个巨大的事业。万博体育登录首页以确保成功ZeroAvia与航空航天和航空公司合作,吸引了无数的资金来源。
最重要的一个合作伙伴是三菱、最近收购了支线客机操作。MHIRJ目前支持的开发600千瓦ZA600氢燃料电池系统为在2021年7月。
阿拉斯加航空集团是另一个合作伙伴有了重大项目的承诺。阿拉斯加是合作与ZeroAvia改造解决方案76个座位的哈维兰Dash 8 - 400涡轮螺旋桨。这将使用ZA2000力量训练提供2000至5000千瓦,并将部署在多达50架飞机。
另一个引人注目的合作伙伴在12月13日,美国联合航空公司宣布收购的股权ZeroAvia,除了计划订单100 ZeroAvia hydrogen-electric引擎和它的计划到2028年改造成的舰队。
其他来自英国航空公司大量投资,亚马逊气候承诺基金,和比尔·盖茨的突破能源企业。此外,英国政府提供了两轮HyFlyer II项目资金通过其航天技术研究所和零排放飞行基础设施项目。万博体育登录首页
氢动力飞行的好处
采用氢燃料电池的最大原因电力火车飞机是消除温室气体排放高度。然而,这并不是唯一的好处会电。氢提供了直接节省能源成本。此外,作为电动汽车的驱动程序将证实,电气化提高可靠性和降低维护成本。这很重要在地面上,但一个更大的影响。
应该是显而易见的原因,飞机受到严格的维护日程。电气化安全缩减这些提供了一个机会,这是一个直接的成本节约。对商用飞机运营商来说,它也意味着更高的利用率和收入。
低噪音水平是另一个好处。这可能让机场操作时间和支持设施靠近人口中心的使用,从而降低整体运输相关的排放。
零排放飞行是处于起步阶段,但ZeroAvia已经有迹象显示的大小潜在的储蓄。与权力train-related运营成本估计为60%低于涡轮螺旋桨飞机,和每小时的维护成本低75%,ZeroAvia项目在每次飞行和维护成本降低40%。
零排放从ZeroAvia的班机
对于全球经济的许多领域,有证明减少温室气体排放的方法。然而,航空行业前进的尚不清楚。SAFs充其量只能产生有限的影响,而电池由于重量是不切实际的。
ZeroAvia走进这个差距通过成功展示氢燃料电池的概念。利息从航空公司显示,这不仅有可能消除排放但实际上有助于降低运营成本。扩大与时间范围从一个六人座的大得多的飞机将为世界提供一个可行的路径飞行零排放。这是一个大胆的目标但ZeroAvia似乎有一个发达的飞行计划的旅程。
