Ondersteuning van zero-emissie luchtvaartonderzoek

In het kort

Het eerste vliegtuig vloog iets meer dan 100 jaar geleden het luchtruim in. Nu vervoeren meer dan 23.000 vliegtuigen elk jaar meer dan 4 miljard passagiers over de hele wereld. Maar het dichter bij elkaar brengen van de wereld heeft aanzienlijke milieukosten met zich meegebracht.

We zijn een samenwerking aangegaan met AeroDelft - een studententeam van de TU Delft - met de missie om te bewijzen dat emissievrije luchtvaart mogelijk is en om vloeibare waterstof te promoten als alternatief voor conventionele vliegtuigbrandstof (kerosine). AeroDelft werkt momenteel aan Project Phoenix, 's werelds eerste bemande vliegtuig op vloeibare waterstof.

Carbon impact

In het verleden is een aantal oplossingen voor het duurzame luchtvaartprobleem voorgesteld. Grofweg passen deze oplossingen in drie categorieën: kerosine-equivalenten, batterijen en waterstof. Biobrandstoffen en synthetische kerosine zijn weliswaar een mogelijke tijdelijke oplossing voor de koolstofuitstoot van de luchtvaartindustrie, maar zijn op de lange termijn niet duurzaam vanwege de impact opde luchtkwaliteit.

Batterijen zijn vanwege hun gewicht niet geschikt voor de luchtvaart. Waterstof in gasvormige en vloeibare vorm en in vloeistoffen wordt door velen gezien als de oplossing voor de lange termijn. Eén enkele windturbine zou het vermogen kunnen leveren dat nodig is om een commercieel vliegtuig te laten vliegen. Brandstofceltechnologie heeft het potentieel om niet alleen de luchtvaart te veranderen, maar transport in het algemeen, wat leidt tot een duurzame, toekomstige waterstofeconomie.

De systemen die in beide vliegtuigen worden gebruikt, bestaan uit waterstoftanks, een waterstofbrandstofcel, batterijen en een elektromotor. De tank met vloeibare waterstof slaat de waterstof op bij een negatieve temperatuur van 253ºC, waardoor de hoeveelheid energie die per liter kan worden opgeslagen groter is dan bij gasvormige waterstof. Een ander voordeel van dit systeem is dat de druk van de tank meer dan honderd keer lager is dan bij waterstof als gas, waardoor de tank lichter is. De vloeibare waterstof wordt vervolgens verwarmd tot kamertemperatuur waar het de brandstofcel binnengaat. Van hieruit reageert het met de zuurstof uit de lucht om water en elektriciteit te vormen. Deze elektriciteit drijft onze elektromotor aan, waardoor we volledig koolstofvrij kunnen vliegen.

Co-benefits

AeroDelft is eind 2018 gestart door twee studenten en is sindsdien uitgegroeid tot een grootschalig project waarbij momenteel meer dan 40 vrijwillige studenten betrokken zijn.

Het onbemande prototype heeft een ontwikkelingsproces in drie fasen, een batterij-vliegtest, een gasvormige waterstof-vliegtest en uiteindelijk zijn eerste vlucht met vloeibare waterstof. Het vliegtuig is momenteel volledig gebouwd en heeft in juni 2022 zijn eerste batterijvlucht gemaakt. Het testen van de waterstofvlucht zal naar verwachting eind 2023 voltooid zijn.

Het bemande vliegtuig op ware grootte wordt parallel aan het prototype ontwikkeld. Eerst zal het een vluchttest met gasvormige waterstof ondergaan, gevolgd door een vluchttest met vloeibare waterstof. Het vliegtuig werd in juli 2022 in volledig gebouwde staat onthuld, waar het voor het eerst in het openbaar werd getoond. De daaropvolgende vliegproeven met gasvormige en vloeibare waterstof zullen naar verwachting in 2025 voltooid zijn.

Naast de technische mijlpalen heeft de operationele kant van AeroDelft het bereik van het project op verschillende manieren vergroot. Als non-profit zonder commercieel project wil AeroDelft de industrie veranderen door het bereik te vergroten en het gebruik van vloeibare waterstof in de luchtvaart te promoten. 2022 was in dit opzicht het grootste jaar voor AeroDelft, met deelname aan en tentoonstellingen op enkele van de grootste luchtvaart- en waterstofevenementen in heel Europa.

Aerodelft

Dit project wordt geleid door Aerodelft, een non-profit organisatie die in 2017 is opgericht. Aerodelft's is een door studenten geleid team met de missie om vloeibare waterstof te testen en te promoten als alternatief voor conventionele vliegtuigbrandstof, om de luchtvaartindustrie te inspireren om de verandering door te voeren op een schaal die zal resulteren in wereldwijde duurzame luchtvaart.