ZeroAvia está fazendo parceria com a startup Verne de São Francisco para trazer uma forma de hidrogênio com maior densidade energética para a aviação limpa. Comparado com o hidrogênio líquido criogênico, o hidrogênio comprimido criogênico pode reduzir custos, acelerar o abastecimento e aumentar a distância de voo em 40%.
O hidrogênio é um combustível bastante problemático. É difícil de armazenar e transportar, exigindo temperaturas ultrabaixas ou compressão que consome muita energia para convertê-lo em volumes úteis. Produzir hidrogénio é ineficiente em termos energéticos e não existe uma rede de distribuição própria.
Mas é atualmente a única opção de combustível para que a indústria da aviação seja completamente descarbonizada. Pode não transportar tanta energia quanto o combustível de aviação, mas oferece um aumento significativo na densidade de energia em comparação com as baterias de lítio. Como resultado, empresas como a ZeroAvia estão trabalhando incansavelmente para testar e validar seu uso em aeronaves comerciais. Os voos de teste de células de combustível de hidrogénio gasoso já estão em andamento, mesmo em pequenas aeronaves de passageiros, e no ano passado foi realizado o primeiro voo tripulado utilizando hidrogénio líquido como combustível.
Agora, a ZeroAvia espera trazer uma terceira forma de combustível de hidrogênio para a vanguarda, que possa transportar mais energia.
O conceito de hidrogênio comprimido criogênico (CcH2) existe há 25 anos. A BMW desenvolveu um protótipo de sistema CcH2 para automóveis de passageiros há mais de uma década, e a Cryomotive é uma das muitas empresas que agora procuram aplicar a tecnologia CcH2 no transporte rodoviário de longo curso. A empresa promete que o CcH2 é um combustível com emissão zero que pode armazenar mais de 3.000 watts-hora por quilograma, com autonomia de diesel e tempos de reabastecimento rápidos.
Então, o que é exatamente? O CcH2 combina efetivamente o resfriamento criogênico para hidrogênio liquefeito com tecnologia de compressão parcial para armazenamento de hidrogênio gasoso. O hidrogênio líquido requer uma temperatura abaixo de 20K (-253°C/-423°F) à pressão ambiente, enquanto o hidrogênio gasoso geralmente precisa ser comprimido até a faixa de 700bar à temperatura ambiente.
Suponha que o hidrogênio seja mantido a 20K e depois comprimido a 240bar. Segundo pesquisa de Langmi et al., a capacidade de armazenamento volumétrico do hidrogênio aumentará de 70 g/L para 87 g/L. Mas também reduz bastante, e potencialmente até elimina virtualmente, as perdas por ebulição que são características do armazenamento de hidrogênio líquido. O hidrogênio também pode ser abastecido na velocidade da transferência de líquido, sem a necessidade de instalar equipamentos compressores no valor de milhões de dólares em cada posto de abastecimento.
Como explica a Composites World, também permite utilizar tanques mais leves, ou construí-los com materiais mais baratos, pois não há necessidade de lidar com níveis de pressão de 700 bar ou fornecer refrigeração ativa dentro do veículo. Os tanques isolados podem manter-se frios porque cada vez que o combustível é usado, o combustível restante se expande para dentro do tanque, e os princípios termodinâmicos ajudarão a reduzir a temperatura.
A ZeroAvia assinou um memorando de entendimento com a Verne, que no ano passado fez parceria com o Lawrence Livermore National Labs para demonstrar um sistema CcH2 operando em níveis de pressão e temperatura não divulgados, capaz de armazenar 27% mais hidrogênio do que um sistema de hidrogênio líquido de tamanho semelhante.
Verne acredita que sua tecnologia CcH2 tem uma densidade de hidrogênio utilizável “40% maior que o hidrogênio líquido” e está trabalhando com a ZeroAvia para “avaliar conjuntamente” as oportunidades de aplicação de CcH2 na aviação e investigar a infraestrutura terrestre necessária para a rápida hidrogenação nos aeroportos.
Numa entrevista à Composites World, Tobias Brunner da Cryomotive explicou que a sua empresa acredita que a sua tecnologia de armazenamento CcH2 é "muito adequada para a indústria da aviação" - mas apenas para aeronaves pequenas, porque quando se chega a grandes tanques contendo centenas ou milhares de quilogramas de combustível, o hidrogénio líquido ressurge como uma solução mais leve ao nível do sistema.