Muitos voos de até 1200 km poderão ser movidos a hidrogênio até 2045, conforme um novo estudo publicado por uma equipe de pesquisadores no periódico Applied Thermal Engineering.
Aeronaves, principalmente aqueles grandes aviões comerciais, gastam enormes quantidades de combustíveis fósseis, jogando muitos gases de efeito estufa na atmosfera. Dessa maneira, pesquisadores de todo o mundo tentam encontrar alternativas mais sustentáveis para o planeta Terra.
Ter um avião elétrico à baterias seria difícil pois elas seriam pesadas demais. Assim, uma das alternativas que mais se sobressaem é a utilização de hidrogênio.
“Se tudo se encaixar, a comercialização do voo de hidrogênio pode ser muito rápida agora. Já em 2028, os primeiros voos comerciais de hidrogênio na Suécia podem estar no ar”, explica em um comunicado Tomas Grönstedt, professor da Universidade de Tecnologia de Chalmers e diretor do centro de competência TechForH2* da Chalmers, na Suécia.
O estudo se baseia muito no mundo nórdico. Segundo os resultados das análises dos cientistas, até 2045, 97% das rotas e 58% dos volumes de passageiros nórdicos terão suas necessidades atendias por voos movidos a hidrogênio.
No estudo, os cientistas perceberam que um tanque de combustível pode ser isolado o suficiente para conter hidrogênio superfrio, em estado líquido, e ainda assim, mais leve do que tanques e sistemas que contém combustíveis fósseis.
O hidrogênio precisa ser mantido a cerca de -260 graus Celsius para que os sistemas funcionem.
Dessa maneira, pode-se aproveitar o hidrogênio superfrio para se resfriar peças e componentes do motor do avião. Essa tecnologia de trocador de calor está sendo desenvolvida pelos pesquisadores da universidade em colaboração com a empresa GKN Aerospace.
“O motor com recuperação por arrefecimento resultou na melhoria mais significativa do consumo específico de combustível na descolagem, com uma redução de até 7,7% em comparação com o motor de base não arrefecido, enquanto o melhor motor com arrefecimento resultou numa melhoria de cerca de 4%. Além disso, a melhor configuração demonstrou uma diminuição das emissões de NOx até 37% na descolagem e uma redução do consumo de combustível em missão de 5,5%. Estas melhorias foram atribuídas à redução do trabalho de compressão, ao pré-aquecimento do combustível hidrogénio e à redução das temperaturas de saída do compressor de alta pressão”, explicam os pesquisadores no estudo.
O calor residual dos gases de escape também pode ser utilizado. Com ele, pode-se esquentar o combustível antes de ser injetado na câmara de combustão.
“Cada grau de aumento de temperatura reduz o consumo de combustível e aumenta a autonomia. Conseguimos mostrar que aeronaves de curto e médio curso equipadas com o novo trocador de calor poderiam reduzir seu consumo de combustível em quase oito por cento. Considerando que um motor de avião é uma tecnologia madura e bem estabelecida, é um resultado muito bom de um único componente”, diz Carlos Xisto, professor associado da Divisão de Mecânica dos Fluidos da Chalmers, e um dos autores do estudo.
Embora até o momento o enfoque seja no mundo nórdico, o estudo faz alguma análise no âmbito mundial também. A tecnologia de voos com hidrogênio está bem avançada, e não está longe de poder ser aplicada em escala.
O gargalo, entretanto, está no hidrogênio em si. São necessários investimentos para se desenvolver infraestruturas e parcerias para transporte e armazenamento do hidrogênio líquido. Os cientistas estimam que a transição para voos de hidrogênio custe cerca de 100 milhões de toneladas de hidrogênio verde todos os anos.
“Há expectativas da indústria de que 30% a 40% da aviação global será movida a hidrogênio até 2050. É provável que, nos próximos anos, precisemos de uma mistura de aeronaves que funcionem com eletricidade, combustível de aviação elétrica menos prejudicial ao meio ambiente e hidrogênio. Mas todas as aeronaves que podem ser alimentadas por hidrogênio a partir de energia renovável reduzem as emissões de dióxido de carbono”, diz Grönstedt.
