Каліфорнійська компанія розробила паливний елемент з турбонаддувом, який дозволяє в три рази збільшити потужність та в чотири рази термін служби звичайного водневого паливного елемента. А щільність енергії нової системи в 3 рази вище, ніж у літій-іонних акумуляторів, що дозволить створювати високошвидкісні далекомагістральні електричні літаки з водневим двигуном.
Маса в авіації - найважливіший параметр, особливо якщо мова заходить про VTOL - апарати вертикального зльоту та посадки, які можуть стати новим видом міського громадського транспорту. Майже всі компанії, які розробляють аеротаксі, використовують в якості джерела живлення літій-іонні батареї, щільність енергії яких залишає бажати кращого. Водень же здається більш прийнятною альтернативою літієвим акумуляторам, принаймні для міської авіації. У нього набагато вища щільність енергії, а заповнити бак можна за кілька хвилин.
Стартап HyPoint ще з 2018 року розробляє паливну систему з низькотемпературною протонообмінною мембраною для промислових дронів. Але з того часу, як засновники перебралися у Кремнієву долину, компанія почала замислюватися про більш масштабні проєкти - міську пасажирську авіацію.
Для того, щоб маса батарей не збільшувалася, розробники вибрали технологію повітряного охолодження, що дозволяє позбутися резервуарів з охолоджувальною емульсією та насосів. Однак у сучасних паливних елементів з повітряним охолодженням обмежена потужність і термін служби, а працюють вони тільки при температурі від -5 до 30 °C.
«Ми збільшили потужність паливної батареї, помістивши її всередину повітряного каналу, де циркулює стиснене, зволожене та термально стабілізоване повітря. Тиск повітря підтримується на рівні 3 бар компресійною системою. Повітря зі зниженим вмістом кисню проходить через контрольний вентиль та замінюється на свіже стиснуте повітря з нормальним вмістом кисню», пояснив Алекс Іваненко, один із засновників HyPoint.
Додатковий приплив кисню разом з протонообмінною мембраною розробленою компанією, дозволяє проводити через паливний елемент в три рази більше водню, ніж зазвичай, потроюючи питому потужність без збільшення маси. Вся система видає потужність 2000 Вт/кг. Для порівняння, кращі паливні елементи з рідинним охолодженням здатні на 150-800 Вт/кг, а з повітряним - 800 Вт/кг.
Щільність енергії всієї системи становить близько 960 Вт/кг, тобто в три рази більше, ніж у літій-іонних батарей. Крім того, вона споживає «брудний» водень, очищений тільки до 99%. Це дозволяє ще заощадити й на очищенні. Працює система у широкому температурному діапазоні - від -50 до +50 °C. У лабораторних умовах вона пропрацювала без обслуговування 20 000 годин, що в чотири рази більше звичайного.
За матеріалами: New Atlas
