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Un design rivoluzionario di serbatoio criogenico promette di aumentare radicalmente la portata degli aerei alimentati a idrogeno, al punto che gli aerei di linea puliti e a celle a combustibile potrebbero volare fino a quattro volte più lontano rispetto agli aerei comparabili alimentati con il carburante sporco di oggi.

Il peso è nemico di tutto ciò che riguarda l’aerospaziale: in effetti, la superiore capacità di immagazzinamento di energia dell’idrogeno in rapporto al peso è ciò che lo rende un’alternativa così attraente alle batterie al litio nel mondo dell’aviazione. Abbiamo già parlato della tecnologia delle celle a combustibile turbo raffreddate ad aria di HyPoint, ma il suo principale elemento di differenziazione nel mercato dell'aviazione è la sua enorme densità di potenza rispetto alle tradizionali celle a combustibile. Grazie alla sua elevata potenza, è estremamente leggero.

Ora, sembra che HyPoint abbia trovato un partner dalla mentalità simile che sta facendo affermazioni simili sul lato dello stoccaggio del carburante. La società del Tennessee Gloyer-Taylor Laboratories (GTL) lavora ormai da molti anni allo sviluppo di serbatoi criogenici ultraleggeri realizzati con compositi in fibra di grafite, tra gli altri materiali.

GTL afferma di aver costruito e testato diversi serbatoi criogenici dimostrando un'enorme riduzione di massa del 75% rispetto ai "criotank aerospaziali all'avanguardia (metallo o composito)". L'azienda afferma di aver testato la tenuta, anche attraverso diversi cicli di pressione criotermica, e che questi serbatoi hanno un livello di preparazione tecnologica (TRL) di 6+, dove TRL 6 rappresenta una tecnologia che è stata verificata su un prototipo beta livello in un ambiente operativo.

Questo tipo di riduzione del peso fa un'enorme differenza quando si ha a che fare con un carburante come l'idrogeno liquido, che di per sé pesa così poco. Per contestualizzare questo dato, Val Miftakhov di ZeroAvia ci ha detto nel 2020 che per un tipico serbatoio di idrogeno a gas compresso, la frazione di massa tipica (quanto il carburante contribuisce al peso di un serbatoio pieno) era solo del 10-11%. Ogni chilogrammo di idrogeno, in altre parole, necessita di circa 9 kg di serbatoio per trasportarlo.

L’idrogeno liquido, disse all’epoca Miftakhov, potrebbe plausibilmente consentire agli aerei a idrogeno di battere i normali getti di cherosene in termini di autonomia.

"Anche con una frazione di massa del 30%, che è relativamente ottenibile nello stoccaggio dell'idrogeno liquido, avresti l'utilità di un sistema a idrogeno superiore a un sistema di carburante per aerei su base per chilogrammo", ha detto.

GTL afferma che il criotank da 2,4 m di lunghezza e 1,2 m di diametro (7,9 piedi di lunghezza, 3,9 piedi di diametro) raffigurato nella parte superiore di questo articolo pesa solo 12 kg (26,5 libbre). Con una gonna e un "guscio di dewar sottovuoto" aggiunti, il peso totale è di 67 kg (148 libbre). E può contenere oltre 150 kg (331 libbre) di idrogeno. Si tratta di una frazione di massa di quasi il 70%, che lascia molto peso libero per apparecchiature di crio-raffreddamento, pompe e quant'altro, pur mantenendo una frazione di massa totale del sistema superiore al 50%.

Se farà ciò che promette, ciò promette di essere estremamente dirompente. Con una frazione di massa superiore al 50%, HyPoint afferma che consentirà agli aerei puliti di volare quattro volte più lontano di un aereo comparabile alimentato a carburante per aerei, riducendo al contempo i costi operativi di circa il 50% su base dollaro per passeggero-miglio – ed eliminando completamente le emissioni di carbonio.

HyPoint fornisce l'esempio di un tipico De Havilland Canada Dash-8 Q300, che trasporta 50-56 passeggeri per circa 1.558 km (968 miglia) con carburante per aerei. Equipaggiato con un propulsore a celle a combustibile e un serbatoio in composito GTL, lo stesso aereo potrebbe volare fino a 4.488 km (2.789 miglia).

"Questa è la differenza tra questo aereo che va da New York a Chicago con elevate emissioni di carbonio rispetto a New York a San Francisco con zero emissioni di carbonio", ha affermato il co-fondatore di HyPoint Sergei Shubenkov in un comunicato stampa.

Non c'è settore nel mondo dell'aviazione che non dovrebbe drizzare le orecchie a questa notizia. Dai VTOL elettrici agli aerei di linea intercontinentali a grandezza naturale, non sono molti gli operatori che non vorrebbero aumentare drasticamente l'autonomia di volo, ridurre i costi, eliminare le emissioni di carbonio o semplicemente ridurre il peso per aumentare la capacità di carico o passeggeri.