Tre anni di ricerca europea per portare l'idrogeno nei serbatoi degli aerei di linea, un carburante "ecologico" ma con diversi problemi da risolvere
L‘idrogeno liquido come carburante degli aerei per ridurre l’inquinamento generato dal trasporto nei cieli. Questo l’ambizioso obiettivo del progetto Hasta, che l’Ue ha finanziato con 3 milioni di euro da parte del programma Horizon Europe. In questo percorso l’iniziativa coinvolge un consorzio di 15 partner provenienti da 8 Paesi, tra cui Airbus, Ariane Group e, per l’Italia, ENEA, Cnr e le università La Sapienza e Niccolò Cusano.
Aerei ad idrogeno? Serve sicurezza
Per portare l’idrogeno a bordo degli aerei civili è necessario sviluppare un innovativo serbatoio in grado di contenerlo in totale sicurezza. Nel prossimo triennio, il compito di Enea, sarà quello di studiare soluzioni per lo stoccaggio.
“L’idrogeno liquido potrebbe giocare un ruolo chiave nel futuro dell’aviazione, consentendo agli aerei di utilizzarlo come carburante per la propulsione ed emettendo in atmosfera vapore acqueo, riducendo così l’impatto ambientale del settore”, spiega Antonio Agresta, ingegnere aerospaziale del Laboratorio Idrogeno, che per ENEA è il referente del progetto.
Sloshing fenomeno critico per il serbatoio
Ma cosa ostacola l’uso dell’idrogeno negli aerei? Una delle criticità è il cosiddette fenomeno dello sloshing. Nel movimento del velivolo si generano una serie di sollecitazioni che provocano oscillazioni e continue, “miscelazioni termiche tra le fasi liquida e gassosa, causando variazioni rapide della pressione nel serbatoio” spiegano dall’ente di ricerca. Questo è uno degli ostacoli, che si oppone alla sostituzione del cherosene nei futuri aerei a zero emissioni.
Supercomputer in aiuto della ricerca
Durante i prossimi anni di ricerca questo complesso aspetto di termo-fluidodinamica sarà affrontato con simulazioni al supercomputer proprio per comprendere l’interazione del fluido con il serbatoio. In soccorso arriva anche la tecnologia del digital twin, ovvero il gemello digitale, che servirà per simulare gli effetti nel serbatoio di idrogeno liquido per aeromobili.
Virtualmente si dovrà capire, cosa accade con le variazioni di pressione e di temperatura al suo interno. Risolto il problema, il passaggio successivo sarà lo sviluppo di un prototipo sicuro ed efficiente, per ospitare il carburante, che ad oggi è usato solo nel settore spaziale.
“L’utilizzo dell’idrogeno offre il grande vantaggio di non produrre emissioni di CO2, poiché il principale prodotto della combustione è il vapore acqueo“, conclude il ricercatore di ENEA, ma è la sua conservazione un tassello del puzzle da risolvere. Per lo stoccaggio si “richiede il mantenimento di temperature criogeniche estreme e il controllo dei fenomeni di sloshing durante il trasporto e il volo”.
L’idrogeno deve essere raffreddato a temperature estremamente basse, -252,87 °C, in modo da renderlo molto più denso rispetto alla sua forma gassosa. (P.T.)
