In een nieuw concept voor groene luchtvaart draaien turbinemotoren op vloeibaar waterstof. De waterstoftanks geven het toestel wel nogal bolle wangen. 

De luchtvaart is een uitdagende sector om te verduurzamen. In het FlyZero-project, onder leiding van het Aerospace Technology Institute uit Engeland, bedenken honderd luchtvaartspecialisten concepten voor zero carbon intercontinentaal vliegen, die in 2030 zijn te realiseren.

Hun eerste voorstel is een vliegtuig op vloeibaar waterstof dat met maximaal één tussenstop twee willekeurige luchthavens over de hele wereld kan verbinden.


Vloeibaar waterstof

Het FlyZero-team onderzocht verschillende opties, waaronder elektrisch vliegen met accu’s of met brandstofcellen op gasvormig of vloeibaar waterstof, en turbinemotoren die draaien op schonere brandstoffen als ammoniak of vloeibaar waterstof.

Accu’s zijn echter te groot en te zwaar, ammoniak geeft te hoge NOx-emissies, brandstofcelsystemen zijn eveneens relatief zwaar en tanks met waterstofgas te groot. Wat blijft er dan nog over? 


Turbinemotoren

Turbinemotoren die draaien op vloeibaar waterstof: die blijken het meest haalbaar. Dit idee is door het FlyZero-team omgezet in het concept H2 voor een vliegtuig met 279 zitplaatsen dat wordt aan­gedreven door turbinemotoren.

Vloeibaar waterstof heeft als brandstof per kilogram drie keer zoveel energie als kerosine en zestig keer meer energie dan batterijen.



Bovendien stoten de motoren geen CO2 uit. De H2 kan dezelfde snelheden behalen als huidige vliegtuigen en heeft een bereik van 9723 kilometer. Dat is nog wel enkele duizenden kilometers minder dan de huidige toestellen.


Opslagtanks

Aangezien waterstofopslagtanks en -technologie meer ruimte innemen, zijn er twee waterstoftanks aan de zijkanten van de romp aangebracht. Hierdoor heeft de H2 iets weg van een hamster met volle wangen.

De tanks hebben volgens het FlyZero-team echter als voordeel dat ze het vliegtuig helpen goed in balans te blijven terwijl de brandstofvoorraad afneemt tijdens de vlucht.


Optimale verbranding

Als de waterstofprijzen verder dalen, zal het vliegen op waterstof over tien tot vijftien jaar volgens het Fly­Zero-­team voordeliger zijn dan het vliegen op kerosine.

Maar er liggen nog genoeg uitdagingen, bijvoorbeeld op het gebied van de veiligheid, de optimale verbranding van waterstof in een turbinemotor, het mini­maliseren van het gewicht en de luchtweerstand van het ­toestel en het ontwikkelen van een duurzame infrastructuur voor het produceren en distribueren van waterstof. 


Tekst: Paul Schilperoord
Beeld: Aerospace Technology Institute