Produkcja wodoru z nafty

Pomimo intensywnych dyskusji na temat gospodarki wodorowej, nafta pozostanie jedynym paliwem lotniczym przez kolejne kilkadziesiąt lat. Głównym problemem związanym z zastosowaniem ogniw paliwowych w samolotach będzie wytwarzanie wodoru ze znajdującej się w zbiornikach nafty.

W tym celu badanych jest szereg procesów, takich jak częściowe utlenianie autotermiczne lub katalityczne. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu GREENAIR (Generation of hydrogen by kerosene reforming via efficient and low emission new alternative, innovative, refined technologies for aircraft application) zajęli się dwoma alternatywnymi rozwiązaniami, które powinny być bardziej odpowiednie do zastosowania w samolotach.

W projekcie GREENAIR badano dwie nowe technologie reformowania: przetwarzanie paliwa w drodze częściowej dehydrogenacji (PDh) oraz przetwarzanie paliwa wspomagane plazmowo (PAF). W pierwszej z tych metod, zgodnie z jej nazwą, wykorzystywane jest paliwo lotnicze ze zbiorników, w którym od cząsteczek węglowodorów odłączany jest wodór. Wodór jest przesyłany do ogniw paliwowych, a zubożone paliwo lotnicze wędruje z powrotem do zbiornika lub bezpośrednio do silnika. W drugiej metodzie następuje całkowite przekształcenie paliwa lotniczego w gaz o dużej zawartości wodoru. Gaz jest używany do zasilania ogniwa paliwowego, a paliwo nie powraca do zbiornika ani nie jest przesyłane do silnika.

Naukowcy prowadzili również badania nad frakcjonowaniem, czyli procesem otrzymywania z paliwa lotniczego elementów (frakcji), które mogą bardziej sprzyjać wytwarzaniu wodoru.

W pierwszym okresie realizacji projektu naukowcy opracowali prototypy urządzeń do PDh i reformowania mikrofalowego, a także zbudowali system PAF o mocy 5 kW. Prototyp cechował się sprawnością konwersji na poziomie około 50%, tj. niższą, niż zakładano, co prawdopodobnie związane z było z ograniczeniami źródła mikrofal. Ilość wytwarzanego wodoru powinna pozwolić na zasilanie ogniwa paliwowego o mocy 1,5 kWe. Przeprowadzono dalsze testy, aby ocenić odporność systemu na drgania.

Możliwe, że dzięki technologiom opracowanym w ramach projektu GREENAIR, nowa generacja samolotów "hybrydowych", w których można używać zarówno paliwa wodorowego, jak i konwencjonalnego paliwa do silników odrzutowych, już wkrótce pojawi się na naszym niebie.