Flüssiger Wasserstoff-Energiespeicher für die Netto-Null-Luftfahrt

Das von Horizon Europe unterstützte Projekt startete im Mai 2022 und hat eine Laufzeit von drei Jahren. OVERLEAF besteht aus einem 10-köpfigen Konsortium aus sechs europäischen Ländern, wird von Aciturri Engineering geleitet und umfasst verschiedene führende Unternehmen und Wissenschaftler im Luftfahrtsektor. Das Projekt sieht die Entwicklung eines Speichertanks für flüssigen Wasserstoff vor, der wasserstoffbetriebene Flugreisen deutlich rentabler machen wird.

Die EU bemüht sich intensiv um Klimaneutralität und Nachhaltigkeit, wobei Wasserstoffantrieb eine vielversprechende Alternative zur Erreichung dieses Ziels darstellt. Der europäische Grüne Deal zielt darauf ab, die Verkehrsemissionen bis 2050 um 90 % im Vergleich zu 1990 zu reduzieren, wobei Flugreisen im Jahr 2017 3,8 % der gesamten CO2-Emissionen ausmachten.

Darüber hinaus verursacht der Luftverkehr 13,9 % der verkehrsbedingten Emissionen und ist damit nach dem Straßenverkehr die zweitgrößte Quelle von Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor. Dies macht die Luftfahrt zu einem kritischen Zielbereich, um die Netto-Null-Ziele zu erreichen.

Eine wirkungsvolle Methode, diese Ziele zu erreichen, ist der wasserstoffbetriebene Antrieb. Im Gegensatz zu Kerosin eliminiert Wasserstoff sämtliche CO2-Emissionen und die schädlichsten Nicht-CO2-Emissionen, darunter Kohlenmonoxid, Methan, Rußpartikel und oxidierte Schwefelspezies. Es emittiert nur Wasserdampf und nahezu keine Stickoxide.

Zwar gibt es wasserstoffbetriebene Flugzeuge, doch die Kosten für die Speicherung und Nutzung von Wasserstoff als Treibstoff für Langstreckenflüge machen dies unpraktikabel. Das Haupthindernis ist der Mangel an Wasserstoffspeichersystemen in Flugzeugen aufgrund strenger Beschränkungen in Bezug auf Gewicht, Volumen und Kosteneffizienz.

Das OVERLEAF-Projekt entwickelt einen hochmodernen Speichertank für flüssigen Wasserstoff, um den Übergang zu wasserstoffbetriebenen Flugzeugen zu erleichtern. Das Flüssigwasserstoffspeicherkonzept basiert auf der Kombination innovativer Funktions- und Hochleistungsmaterialien, thermischer Isoliermaterialien und Wasserstoffleckerkennungssensoren.

OVERLEAF reduziert die Masse des Flüssigwasserstofftanks um 50 %. Dadurch können Gewicht und Volumen des Flugzeugs gesenkt werden, was den Energiebedarf senkt und die Wirtschaftlichkeit von Bau und Betrieb verbessert.

Das Projekt wird auch ein Flüssigwasserstoff-Antriebssystem entwickeln. Diese neuartige Brennstoffzellentechnologie wird eine bis zu zwei- bis dreimal höhere Systemleistungsdichte erreichen, als herkömmliche Brennstoffzellensysteme voraussichtlich erreichen werden, mit Wirkungsgraden von bis zu 55 bis 60 % (LHV).

Emma Celeste Lope, die Projektkoordinatorin, kam zu dem Schluss: „Wasserstoff ist ein Energieträger für die Luftfahrt und verschiedene EU-Industrien wie die Eisenbahnindustrie, der die Auswirkungen auf das Klima verringert und zu den Dekarbonisierungszielen beiträgt. Die Entwicklung neuer Technologien zur effizienteren und effizienteren Speicherung von Wasserstoff.“ wirtschaftlich notwendig ist. Das OVERLEAF-Projekt trägt dazu bei, diese technologische Reife zu erreichen.“

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