Con motivo de la convocatoria del Programa Tecnológico Aeronáutico de 2023, el consorcio liderado por CiTD y compuesto adicionalmente por las empresas PROSIX, KING MARINE y SUPRASYS, fue adjudicatario de una subvención para desarrollar el Proyecto TANK2ZERO (“Tecnologías de Almacenamiento de Hidrógeno para Impulsar la Operación de los Aviones Cero Emisiones”).
El objetivo principal del proyecto TANK2ZERO es elevar el nivel de madurez del concepto de tanque de hidrógeno criogénico en material compuesto reforzado con fibra de carbono para aviación comercial. Este concepto de tanque de almacenamiento de hidrógeno criogénico se ha venido desarrollando gracias al Plan Tecnológico Aeronáutico 2021 en el proyecto “ZERO” en un consorcio liderado por Airbus donde CiTD ha participado en la definición de la estructura del tanque llegando a TRL2-3.
Ahora TANK2ZERO busca llegar a demostrar la viabilidad de la solución del tanque criogénico en CFRP investigando e identificando soluciones a los puntos abiertos identificados en la fase anterior.
El almacenamiento de hidrógeno a bordo de un avión plantea varios desafíos. El hidrógeno puede proporcionar más energía en masa que el combustible de queroseno para aviación pero brinda menos energía en relación a su volumen. La utilización del hidrógeno en vuelos de gran alcance viene limitada por la capacidad de almacenaje del hidrógeno, esto hace que la única solución viable en términos de volumen de los tanques de combustible sea la solución de almacenaje de hidrógeno líquido criogénico maximizando su densidad de energía (4 litros de hidrógeno líquido serían el equivalente a 1 litro de combustible).
La aviación por hidrógeno permite dos tipos de propulsión en la aeronave, motor de combustión y propulsión eléctrica gracias a la utilización de la pila de hidrógeno, manteniendo el mismo objetivo y barrera que vencer que es el almacenamiento de hidrógeno en la aeronave.
En este pionero proyecto de tanque criogénico en CFRP investiga las tecnologías y soluciones de diseño que permitirán abordar los puntos críticos identificados durante el desarrollo previo mediante el desarrollo de tecnologías habilitadoras como:
Investigación de nuevos materiales con resinas optimizadas bajo criterios de baja permeabilidad y fabricabilidad
Definición de soluciones aeronáuticas para el aislamiento térmico, garantizando baja conductividad y aislamiento por condiciones de vacío
Diseño de soluciones industrializables para la integración completa del sistema tanque: depósitos, interfaces y demás subsistemas necesarios para la seguridad y gestión del hidrógeno criogénico.
Durante el desarrollo de TANK2ZERO se busca validar estos nuevos conceptos a través de ensayos, buscando elevar la tecnología a TRL4. Esta pirámide de ensayos de validación se define a nivel probeta para materiales, a nivel demostrador para las nuevas soluciones de interfaces y a nivel tanque completo para demostrar la integración de los sistemas y la integridad del tanque estructuralmente.
Los miembros del consorcio TANK2ZERO presentan las diferentes tecnologías necesarias para el diseño innovador de la solución del tanque de hidrógeno criogénico en CFRP, desde la capacidad de ingeniería estructural aeronáutica, la capacidad de diseño de tanques de hidrógeno en materiales avanzados y de integración y definición de sistemas aeronáuticos de CITD, la capacidad de fabricación y montaje de estructuras aeroespaciales de alta resistencia, experiencia previa en sector espacio y bajo peso con el uso de materiales novedosos de PROXIS, la capacidad de industrialización de soluciones novedosas en fibra de carbono y manejo de estructuras de gran tamaño de KING MARINE y el gran conocimiento de alto vacío y criogenia en soluciones robustas ya utilizadas en la industria de la ciencia de SUPRASYS; se aúnan en este desarrollo para obtener un tanque criogénico en fibra de carbono que recoge las necesidades del objetivo cero emisiones de la aviación comercial con una mayor necesidad de ofrecer servicios sostenibles y respetuosos con el medio ambiente.
Nos complace agradecer principalmente a CDTI por la oportunidad de llevar a cabo este desarrollo así como a los miembros del equipo del consorcio por la colaboración y su gran involucración.
El proyecto TANK2ZERO está financiado bajo el Programa Tecnológico Aeronáutico (PTAP), subvencionado por el CDTI en la convocatoria de 2023, a través del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, con fondos dotados por la Unión Europea mediante el programa Next Generation.
