Масса в авиации — важнейший параметр, особенно если речь заходит о VTOL, аппаратах вертикального взлета и посадки, которые могут стать новым видом городского общественного транспорта. Почти все компании, разрабатывающие аэротакси, используют в качестве источника питания литий-ионные батареи, плотность энергии которых оставляет желать лучшего.
Водород кажется более приемлемой альтернативой литиевым аккумуляторам, по крайней мере для авиации. У него намного выше плотность энергии, а заполнить бак можно за несколько минут.
Стартап HyPoint с 2018 года разрабатывает топливную систему с низкотемпературной протонообменной мембраной для промышленных дронов. Но с тех пор, как основатели перебрались в Кремниевую долину, компания начала задумываться о более масштабных целях — городской пассажирской авиации.
Для того чтобы масса батарей не увеличивалась, разработчики выбрали технологию воздушного охлаждения, позволяющую избавиться от резервуаров с охлаждающей эмульсией и насосов. Однако у современных топливных элементов с воздушным охлаждением ограниченная мощность и срок службы, а работают они только при температуре от -5 до 30 °C.
«Мы увеличили мощность топливной батареи, поместив ее внутрь воздушного канала, где циркулирует сжатый, увлажненный и термально стабилизированный воздух, — пояснил Алекс Иваненко, один из основателей HyPoint. — Давление воздуха поддерживается на уровне 3 бар компрессионной системой. Воздух со сниженным содержанием кислорода проходит через контрольный вентиль и заменяется на свежий сжатый воздуха с нормальным содержанием кислорода».
Дополнительный приток кислорода вместе с протонообменной мембраной, разработанной компанией, позволяет проводить через топливный элемент в три раза больше водорода, чем обычно, утраивая удельную мощность без увеличения массы. Вся система выдает 2000 Вт на кг. Для сравнения, лучшие топливные элементы с жидкостным охлаждением способны на 150-800 Вт/кг, а с воздушным — 800 Вт/кг.
Плотность энергии всей системы составляет около 960 Вт/кг, то есть в три раза больше, чем у литий-ионных батарей. Кроме того, она потребляет «грязный» водород, очищенный только до 99%. Это позволяет сэкономить на очистке.
Работает система в широм температурном диапазоне — от -50 до +50 °C. В лабораторных условиях она проработала без обслуживания 20 000 часов, в четыре раза больше обычного.
Стартап HyPoint уже заключил договор с рядом разработчиков VTOL в США, Европе и Австралии, в том числе, с ZeroAvia и Bartini. До конца этого года инженеры собираются показать прототип на 15-20 кВт, а полноценная система на 150-200 кВт должна появиться в 2022.
Напомним, что самый большой в мире гидроэлектроросамолет совершил первый полет. Аппарат, разработанный компанией MagniX, прошел тестирование в штате Вашингтон.
А калифорнийский стартап Wright Electric начинает разработку двигательной установки для электрического самолета Wright 1, способного принять на борт 186 пассажиров. Расчетная дальность полета составит 1600 км. По предварительным данным, чтобы поднять его в воздух, понадобится 10-14 электродвигателей.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
