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Airbus mais perto dos voos movidos a hidrogénio: ZEROe arranca com sucesso
Há empresas do setor dos transportes que, pela vontade de descarbonização, se associam ao hidrogénio, focando-se no seu desenvolvimento, no sentido de o tornar viável. Agora, a Airbus revelou estar mais perto dos voos movidos a hidrogénio, com o seu ZEROe a arrancar com sucesso.
Conforme recorda a própria, em 2020, a Airbus partilhou quatro conceitos de aeronaves movidas a hidrogénio. Três deles utilizavam motores de combustão a hidrogénio e motores híbridos para a propulsão, e o quarto era totalmente elétrico, utilizando células de combustível de hidrogénio e um sistema de propulsão a hélice.
Estas células de combustível funcionam, transformando o hidrogénio em eletricidade por via de uma reação química. O subproduto da reação é simplesmente H2O, resultando em emissões quase nulas.
De acordo com um comunicado da Airbus, o enorme potencial das células de combustível de hidrogénio para descarbonizar a aviação fez com que fosse uma das tecnologias-chave escolhidas para ser mais explorada no demonstrador ZEROe. Contudo, embora as células de combustível de hidrogénio já existissem no mercado quando o projeto começou, nenhuma fornecia a energia necessária para alimentar uma aeronave, mantendo um nível de peso aceitável.
Assim, em outubro de 2020, a Airbus criou a Aerostack, uma joint venture com a ElringKlinger, para desenvolver baterias de células de combustível de hidrogénio que estariam no centro do sistema de propulsão elétrica de uma aeronave ZEROe.
Foram realizados testes exaustivos do sistema de células de combustível em Ottobrunn, na Alemanha, a apenas 13 quilómetros de Munique, na E-Aircraft System House (EAS).
Segundo a Airbus, as suas instalações são o maior centro de testes de sistemas de propulsão e combustíveis alternativos da Europa, e é onde são testados os principais componentes do sistema de propulsão que alimentará as hélices do demonstrador.
Iron Man, meet your match! ⚡ The #ZEROe teams have successfully powered on the “iron pod,” part of the hydrogen-propulsion system designed for our electric concept aircraft. Its 1.2 megawatts of energy is enough to power 12 electric cars! 🔋 Learn more: https://t.co/73foKdmNwC pic.twitter.com/GB4uZ4CevS
— Airbus (@Airbus) January 16, 2024
Em junho de 2023, a Airbus anunciou o sucesso da campanha de testes do sistema de células de combustível de hidrogénio, que atingiu o seu nível de potência máxima de 1,2 megawatts.
Foi o teste mais potente alguma vez realizado na aviação com uma célula de combustível concebida para aeronaves de grande escala e preparou o terreno para a próxima grande etapa do projeto: integrar o sistema de propulsão completo com o motor elétrico.
No final de 2023, após ter concluído com êxito os testes do sistema de células de combustível a 1,2 megawatts, em junho, e do grupo motopropulsor a 1 megawatt, em outubro, os motores elétricos foram ligados com as células de combustível de hidrogénio pela primeira vez.
Foi um grande momento para nós, porque a arquitetura e os princípios de conceção do sistema são os mesmos que veremos na conceção final. O canal de potência completo foi executado a 1,2 megawatts, a potência que pretendemos testar no nosso demonstrador A380.
Disse Mathias Andriamisaina, diretor de testes e demonstrações do projeto ZEROe.
Por sua vez, Glenn Llewellyn, vice-presidente da ZEROe Aircraft na Airbus, partilhou que desde que revelaram um conceito de avião 100% alimentado por células de combustível de hidrogénio, há três anos, "cumprimos o nosso calendário inicial e fizemos enormes progressos".
O recente sucesso de ligar o sistema de cápsulas de ferro a 1,2 megawatts é um passo crucial para o nosso objetivo de colocar um avião movido a hidrogénio nos céus até 2035.
Os testes desta primeira versão da cápsula de ferro continuarão ao longo de 2024.
Uma vez concluídos, o próximo passo da equipa ZEROe será otimizar o tamanho, a massa e as qualificações do sistema de propulsão para cumprir as especificações de voo. As qualificações incluem as reações do sistema às vibrações, à humidade e à altitude, entre outros fatores.
Uma vez concluídas estas otimizações e testes, o sistema de propulsão a célula de combustível será instalado na plataforma multimodal de testes de voo ZEROe - o primeiro A380 alguma vez produzido pela Airbus, o MSN001. Seguir-se-ão os ensaios em terra dos sistemas, antes da fase crucial de os testar em voo, atualmente prevista para 2026.
Imagem: Airbus
Neste artigo: célula de combustível, células de combustível de hidrogénio, hidrogénio
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Vá lá, pelo menos já chegaram à conclusão que com combustão não iam lá, entretanto vão descobrir que não conseguem levar ninguém se encherem o avião com tanques de hidrogénio suficientes para alimenta o avião num voo de curto alcance….
Então, e qual será a solução?
Biofuels, efuels.
Concordo. Mas a produção de SAF têm que aumentar drasticamente para se fazer a transição. Isto porque o uso destes, para já, equivalem a aproximadamente 1% de todos os voos. Ou seja, quase nada.
No entanto não vejo problemas em a Airbus estudar alternativas. No entanto, a Airbus não abandonou os conceitos do turbofan e turboprop alimentados a hidrogénio.
O problema não está nos propulsores em si, o problema desta tecnologia é sempre o mesmo, o mesmo das baterias, a baixíssima densidade energética.
Esperamos por novidades.
Estás te a referir á densidade energética volumétrica ou gravítica?
Ambas.
Não é bom em nenhuma delas.
Como assim em ambas? A densidade energética gravítica do hidrogénio é mais do dobro dos combustíveis para aviação. O hidrogénio é o combustível com a maior densidade energética gravítica que nós conhecemos. É maior que gasolina, diesel, gás natural, propano, butano,… O problema é a densidade energética volumétrica que é pequena.
Não, é cerca de 60x a 80x menor, está a esquecer-se de contar com o sistema de armazenamento.
E a volumétrica então pior, depende da pressão.
“Não, é cerca de 60x a 80x menor”
Se estivermos a falar de uma célula de combustível de um carro provavelmente será de na ordem de 50 vezes inferior. Se estivermos a falar de um tanque de grandes dimensões, não.
“E a volumétrica então pior, depende da pressão.”
Não depende apenas da pressão, mas também da temperatura.
Um tanque a 700 bar nunca é de grandes dimensões, se ver como é feito o transporte de hidrogênio a 350 bar, são múltiplos tanques todos da mesma dimensão.
Por isso mesmo os carro terem vários tanques, porque existe a limitação de capacidade por tanque, não estamos a falar de pressões baixas.
Sim, da temperatura também.
Mas quem é que disse que o tanque dos conceitos zeroe da airbus iriam ser de 700 bar? O hidrogénio vai ser transportado no avião em estado líquido a pressões significativamente inferiores.
É a pressões inferiores enquanto estiver no estado líquido, os tanques têm de aguentar altas pressões na mesma para quando se dá a evaporação.
Nuno V, não vou entrar na discussão até porque estou do teu lado acredito plenamente no hidrogénio como combustível de aviação e também de navios em carros tradicionais não. Não se sabe a que pressão vão estar os tanques mas hidrogénio em estado liquido ? Para o hidrogénio estar nesse estado tem de estar arrefecido a -250 graus ou seja o avião gastava mais a arrefecer o combustível do que a voar por isso é que hidrogénio é tão difícil de transportar porque em estado gasoso escapa por qualquer fissura em estado liquido não dá, agora imagina transportar o hidrogénio para todas as bombas deste país claro que se torna impossivel e se cada bomba tiver produção própria estamos bem lixados vai ser caríssimo, já no caso dos aviões cada aeroporto pode ter uma produção que vai ficar bem em conta porque irá fazer em grandes quantidades.
O hidrogénio já entra a essa temperatura para os tanques do avião, tal como acontece nos protótipos que já foram testados, exemplo da GM electrovan, BMW hydrogen 7, Toyota Corolla GR H2, Mercedes Truck FCEV.
O veículo não arrefece o hidrogenio, apenas o mantém durante algumas horas nos tanques criogénicos, quando o h2 aquece a pressão sobe e é ventilado para o exterior.
@JL
Errado. Os tanques de hidrogénio liquido têm sim é sistemas de evacuação de emergência em caso de a temperatura do hidrogénio subir de tal forma que este comece a evaporar. Como por exemplo o novo tanque de hidrogénio liquido da NASA, o LH2, não consegue aguentar com 1 MPa, quanto mais 70 Mpa. O tanque de hidrogénio liquido no space shuttle nem 0,5 MPa aguentava.
@Rui
https://www.airbus.com/en/newsroom/stories/2022-11-the-cold-heart-that-powers-our-zeroe-aircraft
https://www.airbus.com/en/newsroom/news/2021-12-how-to-store-liquid-hydrogen-for-zero-emission-flight
Por isso é que era abastecido poucos minutos antes de acionar os motores, e como leva poucos minutos a esvazia-los, isso não é um problema, agora num veículo que passa horas numa estrada a temperaturas altas, é diferente.
A sério? O tanque de hidrogénio LH2 não está ligado a nenhum motor. É um tanque de armazenamento para abastecer foguetes com uma capacidade de 4,732 m^3, ou seja 4,732 milhões de litros.
“agora num veículo que passa horas numa estrada”
Mas estamos a falar de aviões ou de carros?
Eu não disse que estava ligado ao motor.
É igual, quem diz veículo terrestre diz aerio, lá em cima também não apanha menos de -52 ° C.
@JL
Disseste isto:
“Por isso é que era abastecido poucos minutos antes de acionar os motores, e como leva poucos minutos a esvazia-los, isso não é um problema,”
Algo que tal como indiquei não se aplica ao tanque que eu mencionei, o LH2.
A minha citação tem a ver com o tempo que o hidrogénio permanece nessa temperatura.
Peço desculpa por faltar ali o “se”, deve ter-se “antes de se acionar os motores”.
Sim, porque tanques criogénicos não existem. O simples tanque de hidrogénio instalado no BMW que mencionas consegue aguentar 17 horas sem qualquer boil-off, e demora 10 dias a ficar vazio. Os mais recentes tanques criogénicos de LH2 precisas de 3 meses até este ficar vazio.
O “se” não muda o sentido da frase, e o meu ponto mantêm-se. Os tanques crigénicos de hidrogénio líquido não têm que aguentar pressões na ordem dos 70 MPa, nem sequer lá próximo, como afirmaste. A maioria dos tanques criogénicos nem 0.5 MPa aguentam.
Existem sim.
Os tanques LH2 não servem para transporte, são tanques para armazenamento no local da produção e nos locais de dispensa, ou seja, abastecimento, duram mais tempo sem evaporação porque têm refrigeração ativa.
Não disse em lado nenhum que os tanques criogénicos necessitam de aguentar com 700 bar, nem têm de aguentar, quando se dá a evaporação, é ventilado, no caso do bmw é quando atinge 5.1 bar. No entanto esta solução lhe dá apenas 15% a mais na densidade gravítica que a solução de h2 gasoso a 700bar.
“Os tanques LH2 não servem para transporte”
Mentira. Existem tanques criogénicos de transporte de LH2 à mais de meio século, e estes são usados para transportar LH2.
https://www.energy.gov/eere/fuelcells/liquid-hydrogen-delivery
Algumas empresas que oferecem soluções de transporte de LH2:
https://www.cryolor.com/cryogenic-transport/liquid-hydrogen-transport
https://www.chartindustries.com/Products/Cryogenic-Transport-Trailers
“Não disse em lado nenhum que os tanques criogénicos necessitam de aguentar com 700 bar”
Não? Ora quando estávamos a falar da densidade energética gravítica do hidrogénio, tu fizeste uma comparação desta que apenas é válida em tanques extremamente pequenos como num carro, algo que eu refutei indicando que neste caso não se aplica porque os tanques são significativamente maiores, e o quê que disseste? “Um tanque a 700 bar nunca é de grandes dimensões, se ver como é feito o transporte de hidrogênio a 350 bar, são múltiplos tanques todos da mesma dimensão.” Algo que refutei indicando que os tanques do zeroe não precisam de suportar 700 bar porque este vai ser alimentado a LH2, e que disseste tu? “É a pressões inferiores enquanto estiver no estado líquido, os tanques têm de aguentar altas pressões na mesma para quando se dá a evaporação.” Passa bem bem mentiroso.
Bem me parecia que não tinha falado em 700 bar, mentiroso.
Então mas agora os tanques criogénicos já existem ?
Ok, existem, mas não usados devido aos altos custos, que tornam essas soluções pouco ou nada rentáveis.
“Bem me parecia que não tinha falado em 700 bar, mentiroso.”
Falaste sim meu mentiroso, tal como demonstrei. Aliás foste tu quem trouxe para a conversa tanques de 70 Mpa, mais ninguém, quando escreveste isto:
“Um tanque a 700 bar nunca é de grandes dimensões, se ver como é feito o transporte de hidrogênio a 350 bar, são múltiplos tanques todos da mesma dimensão.”
Bem como foste tu que implicaste no teu comentário imediatamente a seguir que os tanques de LH2 teriam que na mesma suportar tal pressões quando escreveste isto:
“É a pressões inferiores enquanto estiver no estado líquido, os tanques têm de aguentar altas pressões na mesma para quando se dá a evaporação.”
Se agora finalmente apercebeste-te que os tanques que LH2 afinal não tem que remotamente suportar tal pressões, admite que estavas errado, não tentes agora ofuscar com uma mentira como se nunca tivesses dito tal.
“Então mas agora os tanques criogénicos já existem ?
Ok, existem, mas não usados devido aos altos custos, que tornam essas soluções pouco ou nada rentáveis.”
Aí agora já existem mas não são usados. Vamos lá saber porque razão várias empresas fornecem soluções para algo que não é usado. Manda lá mais uma desculpa ad-hoc mentiroso.
Não, não falei, quando falei em 700 bar eram os tanques para armazenamento gasoso, tanto de 350 como 700 bar. Tanto que até dei exemplo do caso do BMW hydrogen 7.
Quem disser que não havia tanques criogénicos foi o Nuno, não eu.
Já disse porque não são usados. Pesquise um pouco mais a fundo e vai ver porquê, deixo uma fica, medidas de contenção para quando se dá a evaporação e nas quantidades envolvidas, uma coisa é transportar meia dúzia de kilos, outra é milhares.
Meu caro, quem trouxe os tanques de armazenamento h2 gasoso a 70 MPa, não fui eu, foste tu. E eu respondi:
“Mas quem é que disse que o tanque dos conceitos zeroe da airbus iriam ser de 700 bar? O hidrogénio vai ser transportado no avião em estado líquido a pressões significativamente inferiores.”
A tua resposta foi, mais uma vez:
“É a pressões inferiores enquanto estiver no estado líquido, os tanques têm de aguentar altas pressões na mesma para quando se dá a evaporação.”
Ora como os tanque de LH2 não suportam pressões de 70 MPa, nem 35 MPa, nem muito 1 MPa. O tanque de LH2 que eu encontrei com a maior pressão máxima suporta até 720 KPa, 97 vezes inferior a 70 MPa. A maioria dos que encontro suportam 350 KPa, 200 vezes inferior a 70 MPa. Encontro ainda tanques cuja pressão máxima permitida é de 182 KPa, 385 vezes inferior a 70 MPa. Logo o teu comentário é descabido e o teu desvio de atenção para recusares a admissão do teu erro significa que estás a mentir.
“Quem disser que não havia tanques criogénicos foi o Nuno, não eu.”
Não, não fiz uma única afirmação que não existiam tanques criogénicos. Cita-me onde é que eu impliquei tal, apenas aceito o paragrafo inteiro para garantir que não estás a minar citações e não tirares as minhas palavras fora do contexto. Isto porque eu sei claramente a que frase te referes, mas as duas frases que imediatamente seguem esta claramente demonstram que estava a ser irónico. Mas espatifa-te mais uma vez na tua argumentação que eu gosto. Diverte-me…
“Já disse porque não são usados. Pesquise um pouco mais a fundo e vai ver porquê, deixo uma fica, medidas de contenção para quando se dá a evaporação e nas quantidades envolvidas, uma coisa é transportar meia dúzia de kilos, outra é milhares.”
Dizes que não são usados, mas as várias empresas especializadas em transporte de LH2 por via terrestre, bem como as especializadas em desenvolver soluções para tal, seja na Europa, nos EUA, na China,… refutam o teu argumento. Se calhar os operadores destes equipamentos são uma visão. E quando estes transportam, várias toneladas de hidrogénio líquido são uma imaginação. Quando não consegues admitir que estás errado dá nestes suicídios argumentativos. Mas continua que eu adoro ver-te a cavar a própria cova. Passa bem.
Na verdade nem tem qualquer pressão quando está no estado líquido, só aumenta a pressão quando começar a evaporar, mas ok.
Quem disse foi o Nuno:
” Sim, porque tanques criogénicos não existem. O simples tanque de hidrogénio instalado no BMW que mencionas consegue aguentar 17 horas sem qualquer boil-off, e demora 10 dias a ficar vazio. Os mais recentes tanques criogénicos de LH2 precisas de 3 meses até este ficar vazio.”
Depois até se contraria, enfim.
São empresas que os têm desenvolvido, não disse que não havia, disse que não eram usados, consegue ver a diferença ?
Agora já conhece.
https://www.compositesworld.com/articles/cryo-compressed-hydrogen-the-best-solution-for-storage-and-refueling-stations
“Na verdade nem tem qualquer pressão quando está no estado líquido, só aumenta a pressão quando começar a evaporar, mas ok.”
Eu sei que uma pessoa muito ignorante como tu têm sérias dificuldades em perceber o que está claramente escrito, que é “pressão máxima”. Mas obrigado por demonstrares que não percebes nada do assunto.
“Quem disse foi o Nuno:
…
Depois até se contraria, enfim.”
Ou seja, nem mesmo depois de te ter dado a dica decidiste o suicídio argumentativo. E não, não me contrario no fim. Abri o comentário com ironia porque no teu comentário anterior indicavas que existia um problema com a duração do tempo que LH2 se mantêm em estado liquido quando não ativamente refrigerado, como se não tivéssemos resposta, nem que parcial para o problema. Daís a razão da forma como iniciei a frase ”Sim, porque”. Daí a menção imediatamente a seguir do tanque criogénico no BMW. Dai a menção imediatamente a seguir à anterior da tecnologia presente nos tanques criogénicos modernos. Bem como mencionei em comentários anteriores o novo tanque criogénico de LH2 da NASA, e o que era usado pelo Space Shuttle. Portanto, quando tentas analisar uma única frase desprovida de qualquer contexto para concluíres algo que não defendo significa que estás a cometer uma falácia do espantalho. E como antes de a cometeres eu fiz um aviso que sabia exatamente a que te referias, daí ter escrito: “Isto porque eu sei claramente a que frase te referes, mas as duas frases que imediatamente seguem esta claramente demonstram que estava a ser irónico.”, isto significa que estás neste momento a mentir.
“São empresas que os têm desenvolvido, não disse que não havia, disse que não eram usados, consegue ver a diferença ?”
Eu disse e cito “Dizes que não são usados, mas as várias empresas especializadas em transporte de LH2 por via terrestre, bem como as especializadas em desenvolver soluções para tal, seja na Europa, nos EUA, na China,… refutam o teu argumento.” De notar que eu não falei apenas nas empresas que desenvolvem estas tecnologias. Falei também naquelas empresas que fazem transporte de LH2 por via terrestre. Portanto ou estás a ser um ignorante casmurro, ou então um mentiroso. Escolhe.
Eu nunca menti nem fui irónico, mas já sabemos que qualquer discussão da nisto, em troca de palavras onde nem consegue manter o respeito nem o foco da mesma.
Mas ok, ainda bem que viu onde se enganou.
Veja o link que deixei.
Quando deixares de ofuscar, fazendo uso da mentira, para esconder erros, manterei respeito. Também manterei o respeito quando deixares de usar falácias de espantalho, conscientemente, para deturpar a minha posição. Quando és desonesto, o respeito vai pela janela fora. Se cometes erros, admite-os e corrige-os.
“Mas ok, ainda bem que viu onde se enganou.”
A única coisa que me posso ter enganado foi ter a esperança de ter uma conversa honesta contigo, mas como é habito, honestidade não faz parte do teu vocabulário. De resto não cometi nenhum erro, se discordares, diz lá onde o cometi.
Veja o link que deixei.
Diz o que este link refuta o quer que tenha dito nesta conversa.
Não menti em lado nenhum.
Não é para refutar, são soluções de armazenamento a temperaturas baixas altas pressões.
“Não menti em lado nenhum.”
Mentiste sim, quando tu trouxeste os tanques de 70 MPa para a baila e eu seguidamente indiquei que o Zeroe utilizava LH2 a pressões significativamente inferiores ao hidrogénio comprimido. A tua resposta foi tentar refutar o que eu disse afirmando “têm de aguentar altas pressões na mesma para quando se dá a evaporação”. Mais tarde tentas dizer que não foi bem isso que disseste, mas os comentários estão lá para qualquer pessoa ler. Mentiste quando tentaste passar a ideia que eu acreditava que não existiam tanques criogénicos, mesmo depois de eu te ter avisado que ias cometer uma falácia, e como tal, fizeste-o conscientemente e por isso é uma mentira.
“Não é para refutar, são soluções de armazenamento a temperaturas baixas altas pressões.”
Se não é para refutar nada, se é um artigo sobre CcH2, porque razão este é relevante para a discussão? Diz abertamente que conclusão queres tirar, não mastigues as palavras.
Não menti, eu lembro-me da bmw apresentar uma solução, alguns anos após os testes do bmw hydrogen 7, uma solução onde usava tanques criogénicos com alta pressão, já para evitar a evaporação e as perdas que se verificaram no bmw hydrogen 7.
Encontrei esse paper:
https://www.energy.gov/eere/fuelcells/articles/oem-perspective-cryogenic-h2-storage
Onde até têm uma melhor densidade que os lh2.
Mentiste sim. Ou então admite que os tanques de LH2 suportam pressões significativamente inferiores aos de CGH2, tal como eu indiquei. Admite também que me acusaste de afirmar que não existiam tanques criogénicos, e mesmo depois de te ter avisado da falacia que ias cometer como suporte de tal, cometeste-a na mesma.
CcH2 é um método diferente do LH2 para armazenamento de H2. Como não é o método que a Airbus tem planeado usar, este é irrelevante para a discussão. Nem sei porque razão o estás a trazer para a discussão.
Suportam sim menores pressões.
No artigo não é referido qual o método de armazenamento.
“Suportam sim menores pressões.”
Aleluia.
“No artigo não é referido qual o método de armazenamento.”
Não menciona, mas é irrelevante. Isto porque muito cedo na nossa conversa indiquei que este era o metodo transporte de H2 escolhido pela Airbus. Nomeadamente, coloquei links da propria Airbus que indicam tal.
Eu vi os links, não concordo que tenham já anunciado qual vai ser a solução final, para já só testes em terra, segundo este artigo.
Aguardamos…
A Airbus até pode mudar no futuro o modo de armazenamento de H2. Mas como eu não tenho qualquer voz na Airbus para modificar o que eles vão fazer ou deixar de fazer, não tenho qualquer interesse em discutir o que pode ser.
Já não falta muito para as baterias terem o “combustível” suficiente…