Pesawat sel bahan api hidrogen terbesar di dunia telah berjaya melakukan penerbangan sulungnya.

Penunjuk cara sel bahan api hidrogen Universal Hydrogen membuat penerbangan sulungnya ke Moss Lake, Washington, minggu lepas. Penerbangan ujian itu berlangsung selama 15 minit dan mencapai ketinggian 3,500 kaki. Platform ujian adalah berdasarkan Dash8-300, pesawat sel bahan api hidrogen terbesar di dunia.

Pesawat itu, yang diberi jolokan Lightning McClean, berlepas dari Lapangan Terbang Antarabangsa Grant County (KMWH) pada 8:45 pagi pada 2 Mac dan mencapai ketinggian pelayaran 3,500 kaki 15 minit kemudian. Penerbangan itu, berdasarkan sijil Kelayakan Udara Khas FAA, adalah yang pertama daripada penerbangan ujian dua tahun yang dijangka berakhir pada 2025. Pesawat itu, yang ditukar daripada jet serantau ATR 72, mengekalkan hanya satu enjin turbin bahan api fosil asal. untuk keselamatan, manakala selebihnya dikuasakan oleh hidrogen tulen.

Universal Hydrogen menyasarkan operasi penerbangan serantau dikuasakan sepenuhnya oleh sel bahan api hidrogen menjelang 2025. Dalam ujian ini, enjin yang dikuasakan oleh sel bahan api hidrogen bersih hanya mengeluarkan air dan tidak mencemarkan atmosfera. Kerana ia adalah ujian awal, enjin yang satu lagi masih menggunakan bahan api konvensional. Jadi jika anda melihatnya, terdapat perbezaan yang besar antara enjin kiri dan kanan, malah diameter bilah dan bilangan bilah. Menurut Universal Hydrogren, pesawat yang dikuasakan oleh sel bahan api hidrogen adalah lebih selamat, lebih murah untuk dikendalikan dan mempunyai sedikit kesan kepada alam sekitar. Sel bahan api hidrogen mereka adalah modular dan boleh dimuat dan dipunggah melalui kemudahan kargo sedia ada di lapangan terbang, jadi lapangan terbang boleh memenuhi keperluan penambahan pesawat berkuasa hidrogen tanpa pengubahsuaian. Secara teori, jet yang lebih besar boleh melakukan perkara yang sama, dengan turbofan yang dikuasakan oleh sel bahan api hidrogen dijangka akan digunakan menjelang pertengahan 2030-an.

Malah, Paul Eremenko, pengasas bersama dan Ketua Pegawai Eksekutif Universal Hydrogen, percaya pesawat jet perlu menggunakan hidrogen bersih menjelang pertengahan 2030-an, jika tidak industri perlu memotong penerbangan untuk memenuhi sasaran pelepasan seluruh industri yang wajib. Hasilnya ialah kenaikan mendadak dalam harga tiket dan perjuangan untuk mendapatkan tiket. Oleh itu, adalah penting untuk mempromosikan penyelidikan dan pembangunan pesawat tenaga baharu. Tetapi penerbangan pertama ini juga menawarkan sedikit harapan untuk industri.

Misi itu dijalankan oleh Alex Kroll, bekas juruterbang ujian Tentera Udara AS yang berpengalaman dan juruterbang ujian utama syarikat itu. Beliau berkata dalam jelajah ujian kedua, dia mampu terbang sepenuhnya menggunakan penjana sel bahan api hidrogen, tanpa bergantung kepada enjin bahan api fosil primitif. "Pesawat yang diubah suai itu mempunyai prestasi pengendalian yang sangat baik dan sistem kuasa sel bahan api hidrogen menghasilkan bunyi dan getaran yang kurang ketara berbanding enjin turbin konvensional," kata Kroll.

Universal Hydrogen mempunyai berpuluh-puluh tempahan penumpang untuk jet serantau berkuasa hidrogen, termasuk Connect Airlines, sebuah syarikat Amerika. John Thomas, ketua eksekutif syarikat itu, menggelar penerbangan Lightning McClain sebagai "ground zero untuk penyahkarbonan industri penerbangan global."

Mengapakah pesawat berkuasa hidrogen menjadi pilihan untuk pengurangan karbon dalam penerbangan?

Perubahan iklim meletakkan pengangkutan udara dalam risiko untuk beberapa dekad yang akan datang.

Penerbangan mengeluarkan hanya satu perenam karbon dioksida berbanding kereta dan trak, menurut Institut Sumber Dunia, sebuah kumpulan penyelidikan bukan untung yang berpangkalan di Washington. Bagaimanapun, pesawat membawa penumpang jauh lebih sedikit setiap hari berbanding kereta dan trak.

Empat syarikat penerbangan terbesar (American, United, Delta dan Southwest) meningkatkan penggunaan bahan api jet mereka sebanyak 15 peratus antara 2014 dan 2019. Walau bagaimanapun, walaupun fakta bahawa pesawat yang lebih cekap dan rendah karbon telah dimasukkan ke dalam pengeluaran, bilangan penumpang telah digunakan. aliran menurun sejak 2019.

Syarikat penerbangan komited untuk menjadi neutral karbon menjelang pertengahan abad, dan sesetengahnya telah melabur dalam bahan api yang mampan untuk membolehkan penerbangan memainkan peranan aktif dalam perubahan iklim.

Bahan api lestari (SAF) ialah biofuel yang diperbuat daripada minyak masak, lemak haiwan, sisa perbandaran atau bahan mentah lain. Bahan api boleh dicampur dengan bahan api konvensional untuk menggerakkan enjin jet dan sudah digunakan dalam penerbangan ujian dan juga pada penerbangan penumpang yang dijadualkan. Walau bagaimanapun, bahan api mampan adalah mahal, kira-kira tiga kali ganda lebih banyak daripada bahan api jet konvensional. Apabila lebih banyak syarikat penerbangan membeli dan menggunakan bahan api yang mampan, harga akan terus meningkat. Peguambela mendesak untuk mendapatkan insentif seperti pelepasan cukai untuk meningkatkan pengeluaran.

Bahan api lestari dilihat sebagai bahan api jambatan yang boleh mengurangkan pelepasan karbon sehingga penemuan yang lebih ketara seperti pesawat elektrik atau hidrogen dicapai. Malah, teknologi ini mungkin tidak digunakan secara meluas dalam penerbangan selama 20 atau 30 tahun lagi.

Syarikat cuba mereka bentuk dan membina pesawat elektrik, tetapi kebanyakannya adalah pesawat kecil seperti helikopter yang berlepas dan mendarat secara menegak dan hanya memuatkan segelintir penumpang.

Membuat pesawat elektrik besar yang mampu membawa 200 penumpang -- setara dengan penerbangan standard bersaiz sederhana -- memerlukan bateri yang lebih besar dan masa penerbangan yang lebih lama. Mengikut piawaian itu, bateri perlu mempunyai berat kira-kira 40 kali ganda daripada bahan api jet untuk dicas sepenuhnya. Tetapi pesawat elektrik tidak akan dapat dilakukan tanpa revolusi dalam teknologi bateri.

Tenaga hidrogen ialah alat yang berkesan untuk mencapai pelepasan karbon rendah dan memainkan peranan yang tidak boleh ditukar ganti dalam peralihan tenaga global. Kelebihan ketara tenaga hidrogen berbanding sumber tenaga boleh diperbaharui yang lain ialah ia boleh disimpan secara besar-besaran merentas musim. Antaranya, hidrogen hijau adalah satu-satunya cara penyahkarbonan dalam dalam banyak industri, termasuk bidang perindustrian yang diwakili oleh industri petrokimia, keluli, kimia dan industri pengangkutan yang diwakili oleh penerbangan. Menurut Suruhanjaya Antarabangsa mengenai Tenaga Hidrogen, pasaran tenaga hidrogen dijangka mencecah $2.5 trilion menjelang 2050.

"Hidrogen itu sendiri adalah bahan api yang sangat ringan, " kata Dan Rutherford, seorang penyelidik mengenai penyahkarbonan kereta dan pesawat di Majlis Antarabangsa Pengangkutan Bersih, sebuah kumpulan alam sekitar, kepada Associated Press. "Tetapi anda memerlukan tangki besar untuk menyimpan hidrogen, dan tangki itu sendiri sangat berat."

Di samping itu, terdapat kelemahan dan halangan kepada pelaksanaan bahan api hidrogen. Sebagai contoh, infrastruktur baharu yang besar dan mahal akan diperlukan di lapangan terbang untuk menyimpan gas hidrogen yang disejukkan ke dalam bentuk cecair.

Namun, Rutherford kekal optimistik dengan berhati-hati tentang hidrogen. Pasukannya percaya pesawat berkuasa hidrogen akan dapat melakukan perjalanan kira-kira 2,100 batu menjelang 2035.