Brintdrevne fly åbner muligheder for fossilfri rejser, og teknologien udvikler sig hurtigt. Nye undersøgelser fra Chalmers viser, at næsten alle flyrejser inden for en radius af 1.200 kilometer kan foretages med brintdrevne fly inden 2045 – og ved hjælp af en helt ny type varmeveksler vil rækkevidden også øges betydeligt. 

– Hvis det går godt, kan det ske hurtigt nu. Allerede i 2028 kan de første kommercielle brintflyvninger i Sverige være i luften, siger Tomas Grönstedt, professor ved Chalmers og direktør for kompetencecentret TechForH2* ved Chalmers. 

Medvinden mærkes også inde i Chalmers' vindtunnelaboratorium, hvor forskere tester luftstrømningsforhold i avancerede turbine- og kompressorsystemer. Her udvikles mere energieffektive motorer og teknologi, der baner vejen for en overgang til sikker og effektiv brintdrift for tunge køretøjer. 

For brintdrevet luftfart er korte og mellemdistancerejser det tætteste, der kommer i sigte. En nyligt offentliggjort undersøgelse fra Chalmers viser, at brintdrevet luftfart kan dække behovet for 97 procent af alle intranordiske flyvninger og 58 procent af den nordiske passagermængde inden 2045. Forskerne antog en rækkevidde på 1.200 kilometer, og at en eksisterende flymodel blev tilpasset til brintdrift. Undersøgelsen, ledet af doktorand Christian Svensson i Tomas Grönstedts forskergruppe, præsenterer også en brændstoftank, der rummer nok brændstof til hele flyvedistancen, er tilstrækkeligt isoleret til at holde på den superkolde flydende brint og samtidig er lettere end nutidens fossilbaserede systemer. 

Varmevekslere drager fordel af koldt brændstof

Til længere flyvninger forventer industrien at fortsætte med at bruge den samme type turbofanmotorer som i dagens fly, hvilket betyder, at brændstofsystemet skal tilpasses til at håndtere kulden fra flydende brint. For at holde flyets vægt nede skal brinten opbevares i flydende form, hvilket kræver en temperatur i tanken på omkring -250 grader. Indsprøjtning af sådant koldt brændstof til forbrænding betyder en betydeligt reduceret effekt med et øget brændstofforbrug til følge.

For at imødegå denne udfordring har forskere på Chalmers i flere år arbejdet på at udvikle en helt ny type varmeveksler. Teknologien, som nu er patentanmeldt af partneren GKN Aerospace, udnytter brints lave lagringstemperatur til at køle motordele og bruger derefter spildvarme fra udstødningsgasserne til at forvarme brændstoffet flere hundrede grader, før det sprøjtes ind i forbrændingskammeret. 

– Hver grad af temperaturstigning reducerer brændstofforbruget og øger rækkevidden. Vi var i stand til at vise, at kort- og mellemdistancefly udstyret med den nye varmeveksler kunne reducere deres brændstofforbrug med næsten otte procent. I betragtning af at en flymotor er en moden og veletableret teknologi, er dette et meget godt resultat fra en enkelt komponent, siger Carlos Xisto, lektor ved Institut for Fluiddynamik på Chalmers og en af forfatterne til en nyligt offentliggjort videnskabelig artikel. 

Forskerne bemærker også, at denne type varmevekslerteknologi i et standard Airbus A320 kommercielt fly med mere optimering kan give en forbedret rækkevidde på op til ti procent, eller svarende til ruten Göteborg-Berlin (svarende til cirka 750 kilometer).

Store investeringer, store udfordringer

Arbejdet med at udvikle løsninger til fremtidens brintflyvning foregår på bred front, og da innovationsklyngen, det svenske brintudviklingscenter, SHDC, for nylig afholdt et seminar, deltog flere Chalmers-forskere sammen med aktører fra både den akademiske verden og industrien. Flere kommercielle virksomheder vidnede om store investeringer i brintflyvning i de kommende år. Teknologien er langt fremme. Udfordringerne ligger snarere i de store investeringer, der kræves, og i at udvikle infrastruktur, forretningsmodeller og partnerskaber for at kunne producere, transportere og lagre brinten, så overgangen bliver mulig. En samlet overgang til brintflyvning forventes at kræve cirka 100 millioner tons grøn brint årligt.

– Der er industriforventninger om, at 30-40 procent af den globale luftfart vil være drevet af brint i 2050. Vi vil sandsynligvis have brug for en blanding af fly, der kører på elektricitet, mindre miljøbelastende e-jetbrændstof og brint i en årrække fremover. Men alle fly, der kan drives af brint fra vedvarende energi, reducerer kuldioxidudledningen, siger Tomas Grönstedt. 

Inden for TechForH2 er der gode betingelser for at tackle brintudfordringen på en bred front, og med et budget på 162 millioner svenske kroner kan kompetencecentret bidrage til udvikling inden for en række forskellige forskningsområder, der knytter sig til brint og tung transport. 

– Vi oplever også en stor interesse for vores kurser i den nye kandidatuddannelse i Mobility Engineering her på Chalmers, hvilket er meget glædeligt. Man kan sagtens sige, at vi har medvind nu, siger Tomas Grönstedt.

Ifølge pressemeddelelse.