Biodrivstoff er i dag merket som et «bærekraftig flydrivstoff» av flere aktører. Det kutter kanskje opp mot 80 prosent av CO2-utslippene, men ingen andre utslipp. I realiteten er dette langt fra bærekraftig, og det kan kun ses på som en mellomløsning.
CO2-utslippene er faktisk ikke hovedproblemet. I dag står de for kun en tredjedel av klimapåvirkningen fra luftfarten. Resten kommer hovedsakelig fra kondensstriper og NOx, forårsaket av høye temperaturer i flyenes forbrenningsmotorer.
Den eneste veien til nullutslipp er å slutte helt med forbrenning om bord. Da kommer man ikke unna en løsning der elektriske motorer driver propellene.
Strømmen til disse kan man enten lagre i batterier eller produsere i brenselceller fra hydrogen som lagres om bord.
Flytende hydrogen slår to fluer i en smekk
Batterier er svært tunge og vil kun være et alternativ for små fly som dekker korte strekninger. Til sammenligning inneholder hydrogen mye mer energi. Med begrenset plass om bord i et fly må man lagre hydrogenet på den mest kompakte måten – i flytende form ved minus 253 grader.
Før hydrogenet brukes i brenselcellene, må det varmes opp til rundt 80 grader. I stedet for å installere en varmeovn, kan man bruke det ekstremt kalde drivstoffet til å kjøle ned de elektriske komponentene om bord. Tapsvarmen fra komponentene varmer opp hydrogenet i kjølekretsen.
Vi kan altså bruke flytende hydrogen både som energikilde og kjølevæske samtidig. Dette er en utrolig lukrativ synergi. Noen utvalgte elektriske komponenter kan holdes superkalde slik at vi oppnår ytelser som sprenger grensene for hva eksisterende teknologi kan gi oss.
Neste generasjons elmotor
For at større fly i det hele tatt skal klare å lette, må vi slanke fremdriftssystemet betraktelig. I denne sammenhengen blir også den klassiske elmotoren for tung og klumpete.
Den superkalde kjølingen åpner opp for at dagens kobberledninger kan erstattes med superledere. Disse lederne kan føre flere hundre ganger mer strøm enn kobber når de holdes ved lave temperaturer. I tillegg gir de en drastisk reduksjon i tap og varme, noe som gir en betydelig høyere virkningsgrad.
Med superledere i stedet for kobber vil elmotorens vekt og volum reduseres drastisk. Samtidig får vi en kraftig motor som yter langt mer enn det tradisjonelle elmotorer gjør.
NTNU driver utviklingen
Superledning er et trumfkort for storskala helelektrifisering av større fly. Det er helt nødvendig for å oppnå netto nullutslipp i større andeler av luftfarten i fremtiden. Derfor har dette temaet fått stadig større oppmerksomhet både fra kommersielle aktører og forskningsinstitusjoner
Superledende motorer er allerede på et ganske høyt teknologisk modenhetsnivå (TRL6). Det er derfor gode utsikter for at man kan realisere teknologien kommersielt i nær fremtid. Gjennom initiativet Clean Aviation på NTNU jobber vi med å drive akkurat denne utviklingen fremover for å legge grunnlaget for fremtidens utslippsfrie lufttransport.
Over 70 sensorer skal finne ut hvor lenge brua fra 1917 kan leve
