Flygingenjörer vid Technion-Israel Institute of Technology har utvecklat och patenterat en process som kan användas ombord på flygplan under flygning för att producera väte från vatten och aluminiumpartiklar säkert och billigt. Vätet kan sedan omvandlas till elektrisk energi för inflygning. Genombrottet kan bana väg för icke-förorenande, mer elektriska flygplan som ersätter nuvarande hydrauliska och pneumatiska system som vanligtvis drivs av huvudmotorn.
Det banbrytande arbetet rapporterades i en nyligen publicerad tidning i International Journal of Hydrogen Energy .
"Väte som produceras ombord på flygplanet under flygning kan kanaliseras till en bränslecell för elektrisk energiproduktion, "sa ledande forskare Dr Shani Elitzur från Technion -fakulteten för rymdteknik." Denna teknik erbjuder en bra lösning på flera utmaningar, såsom vätlagring, utan problem i samband med lagring av väte i vätske- eller gastillstånd. "
Även om användningen av vätebränslen har varit en potentiell grönare energilösning under en tid, lagring av väte har alltid varit ett problem. Ingenjörerna kunde lösa problemet med väteförvaring genom att använda icke-förorenande bränsleceller från Proton Exchange Membrane (PEM) och en process för aluminiumaktivering som patenterats av tidningens medförfattare, Prof. Alon Gany och Dr Valery Rosenband.
Dr Elitzurs forskning fokuserade på reaktionen mellan det aktiverade aluminiumpulvret och vatten (från olika typer) för att producera väte. Grunden för tekniken ligger i den kemiska reaktionen mellan aluminiumpulver och vatten för att producera väte. Antingen färskvatten eller avloppsvatten, redan ombord på flygplanet, kan användas för aktivering, vilket innebär att flygplanet inte behöver bära extra vatten.
Den spontana och ihållande reaktionen mellan pulveriserad aluminium och vatten möjliggörs av en speciell termokemisk process för aluminiumaktivering som forskarna utvecklade. De skyddande egenskaperna för oxid- eller hydroxidfilmen som täcker aluminiumpartikelytan modifieras av en liten fraktion av litiumbaserad aktivator diffunderad till aluminiummassa, så att vatten vid rumstemperatur reagerar spontant med aluminiumet.
Processen genererar värme, som forskarna säger kan användas för ett antal uppgifter, inklusive uppvärmning av vatten och mat i byssan, avisning, eller uppvärmning av flygplanets bränsle innan motorerna startas.
Enligt forskarna, deras teknik skulle ge:
"Möjligheten att använda tillgängliga, ombord avloppsvatten ökar både systemets effektivitet och säkerhet, "förklarade Dr. Rosenband." Också, PEM -bränslecellerna uppvisar hög effektivitet vid elproduktion. "
Flygplanstillverkare, inklusive Boeing och Airbus, har redan undersökt att använda bränsleceller ombord. Boeing har experimenterat med dem i mindre flygplan, i väntan på att använda dem på dess 787-8, det nuvarande toppmoderna elektriska flygplanet. Enligt forskarna i Technion, bränsleceller kan till och med spela en energibesparande roll i flyg- och flygplatsmarkstödsoperationer när de används för system som avisning och startbanor.
"Effektiv vätgasproduktion och lagring representerar framtiden för effektiva och säkra flygplan för energibehov." sammanfattade professor Gany.
