Турботопливный элемент нового уровня HyPoint прошел испытания прототипа
С учетом того, что к 2050 году воздушные мили должны утроиться, этот сектор является ключевой целью для декарбонизации. Батареи вряд ли смогут вытеснить ископаемые виды топлива в силовой установке; они не могут нести достаточно энергии на килограмм, чтобы поднять коммерчески выгодный самолет.
Турботопливный элемент
Но водород, пропущенный через топливный элемент, уже может дать около половины дальности действия системы эквивалентного веса ископаемого топлива, по словам Вал Мифтахова из ZeroAvia, и как только системы жидкого водорода выйдут на рынок, у водородных самолетов появится отличный шанс опередить реактивные двигатели по дальности полета. Таким образом, водород становится ключевой технологией для авиации, и многие компании работают над ее внедрением.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
ЭФИРНЫЕ СЕТЫ
Подборка эфиров c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами
на платформе COURSE.ECONET.RU
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
В прошлом году в интервью HyPoint сообщили о конструкции топливных элементов нового поколения с «турбо-воздушным охлаждением», которая обещала в три раза большую мощность обычного топливного элемента по весу, а также в четыре раза больший срок службы, гораздо более широкий диапазон рабочих температур и способность работать на более дешевом «грязном» водороде, чистотой в 99 %, по сравнению с чистотой 99,999 %, которая требуется для обычного низкотемпературного мембранного топливного элемента с протонообменником. В авиации, где каждый грамм должен быть поднят, снижение веса является огромным преимуществом, большое сокращение технического обслуживания и менее частые заправки, безусловно, являются вишенкой на торте.
Турботопливный элемент нового уровня HyPoint прошел испытания прототипа
Дизайн HyPoint имеет воздушное охлаждение, что означает, что он избавляет от большого веса, как правило, связаны в жидкостной системе охлаждения. Она пропускает через ячейку компрессионную систему, которая пропускает в три раза более плотный воздух, чем обычная топливная ячейка с воздушным охлаждением, давя на анодную и катодную стороны мембраны дополнительным кислородом и водородом, чтобы завершить реакцию. В отличие от низкотемпературной системы PEM, ей также не нужен теплообменник или охлаждающая жидкость.
Теперь, HyPoint говорит, что у него есть прототип, чтобы доказать свои претензии. Прототип представляет собой 400-ваттный лабораторный валидатор, состоящий из короткой трубы топливного элемента, вентилятора, рециркуляционного контура, клапанов, регуляторов давления, датчиков и трубопроводов, упакованных для проведения экспериментов, а не для обеспечения компактности. Он позволяет команде имитировать различные погодные условия, и действительно полные региональные модели полетов для тестовых сценариев. Несмотря на паразитные потери мощности от компрессора, он доказывает 40-50% эффективность, которая не является исключительной для топливных элементов, но любой потерянный запас хода быстро восстанавливается за счет сэкономленного веса.
«Мы построили его в декабре прошлого года, как и обещали нашим инвесторам и партнерам», – говорит генеральный директор HyPoint Алексей Иваненко во время видеозвонка. «Это очень важное достижение для нас, потому что в прототипе сконцентрировано много технологических и фундаментальных подтверждений. В прошлый раз, когда мы говорили с вами, это была одна ячейка, и речь шла скорее о нашем теоретическом моделировании и т.д.». Теперь мы получили все необходимые валидации для построения полномасштабной системы».
Турботопливный элемент нового уровня HyPoint прошел испытания прототипа
Турботопливный элемент, говорит Иваненко, даст дополнительное преимущество, особенно конструкторам eVTOL: он обещает производить столько энергии, что конструкторам самолетов не понадобится держать батарею или систему суперконденсаторов на борту в качестве буфера, где большинство существующих систем топливных элементов для eVTOL, скорее всего, будут больше походить на расширители радиуса действия для батарей малого и среднего размера, способные удовлетворить высокие требования к мощности eVTOL в ситуациях вертикального подъема и парящего полета.
В одной из моделей eVTOL, над которой работает HyPoint, вся энергетическая система, укомплектованная резервуарами для водорода, будет весить 590 кг и способна обеспечить полный уровень мощности 450 кВт (600 лошадиных сил), необходимый для взлета. Такая система дала бы самолету время полета около 118 минут, при общей плотности энергии почти в три раза больше, чем обеспечивает текущая батарея Tesla Model 3.
«Наша особенно высокая плотность мощности позволяет заказчикам исключить из конструкции системы буферные батареи», – говорит Иваненко. Это означает, что топливный элемент становится основным источником энергии не только для бреющего полета, но и для взлета, посадки и т.д.». Это значительно упростит процесс сертификации, например, в FAA».
На данный момент HyPoint имеет более двух миллионов долларов на выполнение работ для двух заказчиков: ZeroAvia и вертолетная корпорация Piasecki. «Мы не можем раскрыть конкретные данные по этим проектам, но мы определенно разрабатываем нечто интересное с ними», – говорит Иваненко. «Когда придет время, мы вместе сделаем заявление. Мы не говорим, что готовы идти, мы уже идем. Эти валидации прототипов являются частью наших многоступенчатых соглашений с существующими заказчиками».
Турботопливный элемент нового уровня HyPoint прошел испытания прототипа
Еще 50-60 миллионов долларов США ожидают окончательного подписания контракта, говорит он, начиная с 2023 года и в зависимости от того, получит ли HyPoint систему для самолета, сертифицированного Федеральным управлением гражданской авиации (FAA).
«2022 год будет решающим для авиационного рынка», – говорит Иваненко. «Все ожидают, что в 2022-23 гг. все будут летать на разных самолетах с разными видами топливных элементов. После этого, я думаю, потребуется от полугода до года на сертификацию, а затем и на коммерческую интеграцию». Через два-три года – это мои ожидания. А через два года у нас будет полномасштабная система, и мы станем лидерами на этом рынке. Наша система, конечно, может быть интегрирована в легковые автомобили, или тяжелые грузовики, или морское применение. Но для таких рынков хорошо иметь высокую удельную мощность, но это не критично. В авиации, вы должны иметь высокую удельную мощность. Вот почему мы ориентируемся именно на этот рынок».
Команда HyPoint в настоящее время работает над прототипом для проверки следующего уровня. Это будет единый модуль, предназначенный для установки в многомодульную компоновку для производства. В этом году планируется начать строительство начальной производственной площадки с мощностью от 2 до 10 мегаватт в год. Он будет привлекать средства различных инвесторов, чтобы поднять производство на следующий уровень.
«Я думаю, что многие люди начинают верить в водород, и это действительно здорово», – говорит Иваненко. «Если вы хотите решить проблему изменения климата в авиации, то водород – это ответ на вопрос хранения энергии. Водород можно вырабатывать из возобновляемых источников энергии; солнечной, ветровой, любой другой, и доставлять его в любую точку мира». Действительно, аэропорты могут даже использовать свои большие площади для производства собственной возобновляемой энергии, эксплуатируя гидролизеры на месте, чтобы обеспечить свой собственный источник чистого топлива.
Это многообещающий сектор, и HyPoint может быть в отличном положении, чтобы внести долгосрочный вклад.
С учетом того, что к 2050 году воздушные мили должны утроиться, этот сектор является ключевой целью для декарбонизации. Батареи вряд ли смогут вытеснить ископаемые виды топлива в силовой установке; они не могут нести достаточно энергии на килограмм, чтобы поднять коммерчески выгодный самолет.
Но водород, пропущенный через топливный элемент, уже может дать около половины дальности действия системы эквивалентного веса ископаемого топлива, по словам Вал Мифтахова из ZeroAvia, и как только системы жидкого водорода выйдут на рынок, у водородных самолетов появится отличный шанс опередить реактивные двигатели по дальности полета. Таким образом, водород становится ключевой технологией для авиации, и многие компании работают над ее внедрением.
В прошлом году в интервью HyPoint сообщили о конструкции топливных элементов нового поколения с «турбо-воздушным охлаждением», которая обещала в три раза большую мощность обычного топливного элемента по весу, а также в четыре раза больший срок службы, гораздо более широкий диапазон рабочих температур и способность работать на более дешевом «грязном» водороде, чистотой в 99 %, по сравнению с чистотой 99,999 %, которая требуется для обычного низкотемпературного мембранного топливного элемента с протонообменником. В авиации, где каждый грамм должен быть поднят, снижение веса является огромным преимуществом, большое сокращение технического обслуживания и менее частые заправки, безусловно, являются вишенкой на торте.
Дизайн HyPoint имеет воздушное охлаждение, что означает, что он избавляет от большого веса, как правило, связаны в жидкостной системе охлаждения. Она пропускает через ячейку компрессионную систему, которая пропускает в три раза более плотный воздух, чем обычная топливная ячейка с воздушным охлаждением, давя на анодную и катодную стороны мембраны дополнительным кислородом и водородом, чтобы завершить реакцию. В отличие от низкотемпературной системы PEM, ей также не нужен теплообменник или охлаждающая жидкость.
Теперь, HyPoint говорит, что у него есть прототип, чтобы доказать свои претензии. Прототип представляет собой 400-ваттный лабораторный валидатор, состоящий из короткой трубы топливного элемента, вентилятора, рециркуляционного контура, клапанов, регуляторов давления, датчиков и трубопроводов, упакованных для проведения экспериментов, а не для обеспечения компактности. Он позволяет команде имитировать различные погодные условия, и действительно полные региональные модели полетов для тестовых сценариев. Несмотря на паразитные потери мощности от компрессора, он доказывает 40-50% эффективность, которая не является исключительной для топливных элементов, но любой потерянный запас хода быстро восстанавливается за счет сэкономленного веса.
«Мы построили его в декабре прошлого года, как и обещали нашим инвесторам и партнерам», – говорит генеральный директор HyPoint Алексей Иваненко во время видеозвонка. «Это очень важное достижение для нас, потому что в прототипе сконцентрировано много технологических и фундаментальных подтверждений. В прошлый раз, когда мы говорили с вами, это была одна ячейка, и речь шла скорее о нашем теоретическом моделировании и т.д.». Теперь мы получили все необходимые валидации для построения полномасштабной системы».
Турботопливный элемент, говорит Иваненко, даст дополнительное преимущество, особенно конструкторам eVTOL: он обещает производить столько энергии, что конструкторам самолетов не понадобится держать батарею или систему суперконденсаторов на борту в качестве буфера, где большинство существующих систем топливных элементов для eVTOL, скорее всего, будут больше походить на расширители радиуса действия для батарей малого и среднего размера, способные удовлетворить высокие требования к мощности eVTOL в ситуациях вертикального подъема и парящего полета.
В одной из моделей eVTOL, над которой работает HyPoint, вся энергетическая система, укомплектованная резервуарами для водорода, будет весить 590 кг и способна обеспечить полный уровень мощности 450 кВт (600 лошадиных сил), необходимый для взлета. Такая система дала бы самолету время полета около 118 минут, при общей плотности энергии почти в три раза больше, чем обеспечивает текущая батарея Tesla Model 3.
«Наша особенно высокая плотность мощности позволяет заказчикам исключить из конструкции системы буферные батареи», – говорит Иваненко. Это означает, что топливный элемент становится основным источником энергии не только для бреющего полета, но и для взлета, посадки и т.д.». Это значительно упростит процесс сертификации, например, в FAA».
На данный момент HyPoint имеет более двух миллионов долларов на выполнение работ для двух заказчиков: ZeroAvia и вертолетная корпорация Piasecki. «Мы не можем раскрыть конкретные данные по этим проектам, но мы определенно разрабатываем нечто интересное с ними», – говорит Иваненко. «Когда придет время, мы вместе сделаем заявление. Мы не говорим, что готовы идти, мы уже идем. Эти валидации прототипов являются частью наших многоступенчатых соглашений с существующими заказчиками».
Еще 50-60 миллионов долларов США ожидают окончательного подписания контракта, говорит он, начиная с 2023 года и в зависимости от того, получит ли HyPoint систему для самолета, сертифицированного Федеральным управлением гражданской авиации (FAA).
«2022 год будет решающим для авиационного рынка», – говорит Иваненко. «Все ожидают, что в 2022-23 гг. все будут летать на разных самолетах с разными видами топливных элементов. После этого, я думаю, потребуется от полугода до года на сертификацию, а затем и на коммерческую интеграцию». Через два-три года – это мои ожидания. А через два года у нас будет полномасштабная система, и мы станем лидерами на этом рынке. Наша система, конечно, может быть интегрирована в легковые автомобили, или тяжелые грузовики, или морское применение. Но для таких рынков хорошо иметь высокую удельную мощность, но это не критично. В авиации, вы должны иметь высокую удельную мощность. Вот почему мы ориентируемся именно на этот рынок».
Команда HyPoint в настоящее время работает над прототипом для проверки следующего уровня. Это будет единый модуль, предназначенный для установки в многомодульную компоновку для производства. В этом году планируется начать строительство начальной производственной площадки с мощностью от 2 до 10 мегаватт в год. Он будет привлекать средства различных инвесторов, чтобы поднять производство на следующий уровень.
«Я думаю, что многие люди начинают верить в водород, и это действительно здорово», – говорит Иваненко. «Если вы хотите решить проблему изменения климата в авиации, то водород – это ответ на вопрос хранения энергии. Водород можно вырабатывать из возобновляемых источников энергии; солнечной, ветровой, любой другой, и доставлять его в любую точку мира». Действительно, аэропорты могут даже использовать свои большие площади для производства собственной возобновляемой энергии, эксплуатируя гидролизеры на месте, чтобы обеспечить свой собственный источник чистого топлива.
Это многообещающий сектор, и HyPoint может быть в отличном положении, чтобы внести долгосрочный вклад.
https://econet.ru/articles/turbotoplivnyy-element-novogo-urovnya-hypoint-proshel-ispytaniya-prototipa
16.03.2021