ZeroAvia se está asociando con la startup Verne de San Francisco para llevar una forma de hidrógeno más densa en energía a la aviación limpia. En comparación con el hidrógeno líquido criogénico, el hidrógeno comprimido criogénico puede reducir los costos, acelerar el abastecimiento de combustible y aumentar la distancia de vuelo en un 40%.
El hidrógeno es un combustible bastante problemático. Es difícil de almacenar y transportar, ya que requiere temperaturas ultrafrías o una compresión que requiere mucha energía para convertirlo en volúmenes útiles. Fabricar hidrógeno es energéticamente ineficiente y no existe una red de distribución propia.
Pero actualmente es la única opción de combustible si se quiere descarbonizar completamente la industria de la aviación. Puede que no transporte tanta energía como el combustible para aviones, pero ofrece un aumento significativo en la densidad de energía en comparación con las baterías de litio. Como resultado, empresas como ZeroAvia trabajan día y noche para probar y validar su uso en aviones comerciales. Ya están en marcha vuelos de prueba con pilas de combustible de hidrógeno gaseoso, incluso en pequeños aviones de pasajeros, y el año pasado se logró el primer vuelo tripulado utilizando hidrógeno líquido como combustible.
Ahora, ZeroAvia espera poner en primer plano una tercera forma de combustible de hidrógeno, uno que pueda transportar más energía.
El concepto de hidrógeno comprimido criogénico (CcH2) existe desde hace 25 años. BMW desarrolló un prototipo de sistema CcH2 para turismos hace más de una década, y Cryomotive es una de las muchas empresas que ahora buscan aplicar la tecnología CcH2 al transporte por carretera de larga distancia. La compañía promete que el CcH2 es un combustible de cero emisiones que puede almacenar más de 3.000 vatios hora por kilogramo, con la autonomía del diésel y tiempos de repostaje rápidos.
Entonces, ¿qué es exactamente? CcH2 combina eficazmente el enfriamiento criogénico del hidrógeno licuado con la tecnología de compresión parcial para almacenar hidrógeno gaseoso. El hidrógeno líquido requiere una temperatura inferior a 20 K (-253 °C/-423 °F) a presión ambiente, mientras que el hidrógeno gaseoso a menudo debe comprimirse hasta un rango de 700 bar a temperatura ambiente.
Supongamos que el hidrógeno se mantiene a 20 K y luego se comprime a 240 bar. Según una investigación de Langmi et al., la capacidad de almacenamiento volumétrico de hidrógeno aumentará de 70 g/L a 87 g/L. Pero también reduce en gran medida, y potencialmente incluso elimina virtualmente, las pérdidas por ebullición que son características del almacenamiento de hidrógeno líquido. El hidrógeno también se puede llenar a la velocidad de la transferencia de líquido sin la necesidad de instalar equipos compresores por valor de millones de dólares en cada estación de servicio.
Como explica Composites World, también permite utilizar depósitos más ligeros o construirlos con materiales más baratos, porque no es necesario lidiar con niveles de presión de 700 bares ni proporcionar refrigeración activa dentro del vehículo. Los tanques aislados pueden mantenerse fríos porque cada vez que se utiliza el combustible, el combustible restante se expande dentro del tanque y los principios termodinámicos ayudarán a reducir la temperatura.
ZeroAvia firmó un memorando de entendimiento con Verne, que el año pasado se asoció con Lawrence Livermore National Labs para demostrar un sistema CcH2 que opera a niveles de presión y temperatura no revelados, capaz de almacenar un 27 por ciento más de hidrógeno que un sistema de hidrógeno líquido de tamaño similar.
Verne cree que su tecnología CcH2 tiene una densidad de hidrógeno utilizable "un 40% mayor que el hidrógeno líquido" y está trabajando con ZeroAvia para "evaluar conjuntamente" las oportunidades de aplicación de CcH2 en la aviación e investigar la infraestructura terrestre necesaria para una hidrogenación rápida en los aeropuertos.
En una entrevista con Composites World, Tobias Brunner de Cryomotive explicó que su empresa cree que su tecnología de almacenamiento CcH2 es "muy adecuada para la industria de la aviación", pero sólo para aviones pequeños, porque una vez que se llega a tanques grandes que contienen cientos o miles de kilogramos de combustible, el hidrógeno líquido resurge como una solución más ligera a nivel de sistema.