segunda-feira, 1 de julho de 2024

Como funciona um motor a jato de hidrogênio?

Airbus e CFM International fazem parceria na bancada de testes do A380 do fabricante.

(Foto: Airbus)
O hidrogênio é um dos candidatos mais promissores para futuras aeronaves. Quer se trate da utilização de hidrogénio líquido para combustão direta de motores a jato ou em células de combustível, as propriedades do seu material são extraordinárias para utilização na aviação. Além disso, o hidrogénio tem um impacto quase nulo no ambiente, uma vez que não emite gases de carbono ou azoto para o ambiente.

O hidrogênio tem três vezes mais conteúdo energético do que o combustível de aviação. Como tal, a sua densidade energética é 4-5 vezes inferior à do combustível de aviação. Ao contrário do processo de combustão convencional, as células a combustível de hidrogênio geram eletricidade por meio de um processo eletroquímico. A necessidade de energia elétrica contínua é um dos desafios enfrentados na tecnologia do hidrogénio.


Este artigo explora o processo de combustão do hidrogênio e como ele pode reduzir as emissões de dióxido de carbono e óxido de nitrogênio no meio ambiente. Embora a tecnologia ainda esteja em fase preliminar, ela foi experimentada e testada por grandes fabricantes, incluindo a Airbus.

Uma história de combustão de hidrogênio


O primeiro motor de combustão interna do mundo, construído em 1804 pelo inventor franco-suíço Isaac de Rivaz, usava uma combinação de hidrogênio e oxigênio. A Tokyo City University desenvolve motores de combustão interna a hidrogênio desde 1970 e há ônibus que funcionam com essa tecnologia. Já foi usado até para alimentar aeronaves.

Tupolev Tu-155 (Foto: Juergen Schiffmann via Wikimedia Commons)
Em 1988, o Tupolev Tu-155 subiu aos céus como a primeira aeronave comercial experimental do mundo operando com hidrogênio líquido. Realizou cerca de 100 voos de teste movidos a hidrogénio e depois a gás natural liquefeito até ao colapso da URSS em 1991. Agora, os fabricantes de aviões e motores estão a tentar replicar a tarefa.

Diferente do hidrogênio elétrico


Um motor de combustão interna a hidrogênio difere de uma célula a combustível de hidrogênio. As células de combustível geram electricidade a partir do hidrogénio e depois utilizam essa electricidade num motor eléctrico, tal como um veículo eléctrico. Enquanto isso, na combustão interna, o hidrogênio é usado da mesma forma que a gasolina ou o combustível de aviação. O hidrogênio líquido ou gasoso é queimado em um motor de turbina a gás para gerar empuxo.

A combustão é um processo químico no qual a energia é liberada de uma mistura de combustível e ar. Os defensores do hidrogênio dizem que sua ampla faixa de inflamabilidade e alta temperatura de autoignição o tornam particularmente adequado para combustão. O primeiro significa que pode ser utilizado com uma temperatura mais baixa, criando menos poluentes, enquanto o segundo significa menos perda de energia.

CFM fornecerá motor a hidrogénio para teste do A380


No ano passado, a Airbus anunciou que assinou um acordo com a CFM International, uma empresa conjunta 50/50 entre a GE e a Safran Aircraft Engines. Os dois parceiros colaborarão em um programa de demonstração de hidrogênio usando um A380 centrado na combustão interna. A CFM modificará o combustor, o sistema de combustível e o sistema de controle de um turbofan GE Passport para funcionar com hidrogênio.

Plataforma de testes de voo A380 para o demonstrador ZEROe (Foto: Airbus)
O motor de teste será montado na parte traseira da fuselagem, para que leituras de fatores como emissões e rastros possam ser medidas sem interferência de outros motores que alimentam o avião que funciona com combustível de aviação normal.

O programa é realizado como uma preparação para a tarefa da Airbus de trazer ao mercado uma aeronave com emissões zero até 2035. Gaël Méheust, presidente e CEO da CFM, disse em um comunicado anunciando a parceria:

“A capacidade de combustão de hidrogênio é uma das tecnologias fundamentais que estamos desenvolvendo e amadurecendo como parte do Programa CFM RISE. Reunindo as capacidades coletivas e a experiência da CFM, das nossas empresas-mãe e da Airbus, temos realmente a equipa dos sonhos para demonstrar com sucesso um sistema de propulsão a hidrogénio.”

Com informações do Simple Flying

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