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Aug 03, 2023

Un compresor avanzado aumenta el rendimiento de la pila de combustible ZeroAvia

La startup de cero emisiones ZeroAvia dice que las pruebas iniciales de un compresor diseñado específicamente para la celda de combustible en el corazón del ZA600, su primer tren motriz eléctrico de hidrógeno, muestra un rendimiento estable durante un

La startup de cero emisiones ZeroAvia dice que las pruebas iniciales de un compresor diseñado específicamente para la celda de combustible en el corazón del ZA600, su primer tren motriz eléctrico de hidrógeno, muestra un rendimiento estable en un amplio rango de potencia.

Al describir el compresor radial como una primicia mundial para la propulsión de aviación basada en pilas de combustible, ZeroAvia dice que la unidad inicial admitirá sistemas de energía de hasta 900 kW, lo que hace que el diseño sea "muchas veces" más potente que cualquier compresor de pilas de combustible existente.

Además de su uso en el ZA600 (un tren motriz de 600 kW diseñado para aviones de 9 a 19 asientos), también se incorporará una versión del compresor en el núcleo del ZA2000 más grande, un sistema de propulsión de 2 a 4 megavatios en desarrollo. para aviones más grandes de 40 a 80 asientos. El ZA600 está destinado a entrar en servicio en 2025 con su aplicación inicial en Cessna Caravans rediseñados, mientras que el ZA2000 está destinado a entrar en servicio en turbohélices regionales ATR 42/72 o Dash 8-300 rediseñados en 2027.

Un componente clave de la mayoría de las pilas de combustible, un compresor, se utiliza para forzar el ingreso de aire a la pila de pilas de combustible, donde se utiliza como oxidante para producir una reacción con iones de hidrógeno y electrones en el cátodo de la pila de combustible. Cuanto mayor sea la presión de los gases reactivos, mayor será el rendimiento de la pila de combustible. Sin embargo, a medida que el rendimiento del compresor disminuye a mayores altitudes con presión de aire, temperatura y densidad reducidas, la unidad debe diseñarse para compensar de manera eficiente sin peso ni complejidad adicionales.

Para necesidades de energía transitorias, ZeroAvia dice que el nuevo compresor también ha sido diseñado para funcionar con "latencia cero a través de un enfoque innovador de gestión de flujo".

"El compresor funciona con la energía proporcionada por el sistema de propulsión eléctrica central", dice ZeroAvia, "eliminando el inversor y el motor eléctrico adicionales que normalmente se requieren en los sistemas de pilas de combustible".

“Estamos impulsando el compresor con el motor de propulsión principal: nuestro motor ZA600 para el sistema ZA600, por ejemplo. Sin embargo, el compresor puede ser accionado por cualquier motor eléctrico adecuado que cumpla con los requisitos de potencia y rpm”, dice ZeroAvia a Aviation Week.

El ZA600 utiliza almacenamiento de hidrógeno gaseoso presurizado a 350 bar (5000 psi) y celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM) de baja temperatura suministradas por PowerCell de Suecia. El ZA2000 más grande, que es una máquina de alta velocidad refrigerada por líquido que funciona a 20.000 rpm y acciona la hélice a través de una caja de cambios, utilizará hidrógeno líquido y pilas de combustible PEM de alta temperatura desarrolladas internamente por ZeroAvia.

Actualmente, la compañía está ultimando el diseño para la certificación del sistema de propulsión ZA600 y su instalación en la Caravan, habiendo completado las pruebas del prototipo del sistema de propulsión en julio en un banco de pruebas Dorner 228. El sistema de propulsión del demostrador probado incluía un sistema de pila de combustible y un paquete de baterías en el fuselaje que alimentaban un motor eléctrico en la góndola.

Guy es editor senior de Aviation Week y cubre tecnología y propulsión. Tiene su sede en Colorado Springs.