Zukünftige Technologien für wasserstoffbetriebene, elektrifizierte Triebwerke für eine saubere Luftfahrt
Das vom Institut EL initiierte EU-Projekt folgt dem Aufruf von Horizon Europe zur Entwicklung zukünftiger Technologien für ein wasserstoffbetriebenes, elektrifiziertes Triebwerk für eine saubere Luftfahrt. Es soll eine Antriebsarchitektur entworfen werden, die ein Brennstoffzellensystem mit einer wasserstoffbetriebenen Gasturbine zyklisch koppelt. Dabei wird der Einfluss der Dampfinjektion als ein zusätzliches Bindeglied und dessen Einfluss auf die Reduktion der Emissionen validiert. Ergänzend werden transformative Technologien zur Integration entwickelt. Strategien zum Energiemanagement und zur Regelung des Systems werden optimiert und verifiziert.
Der Kohlenstoff-Fußabdruck der Luftfahrt stellt eine entscheidende Herausforderung für die globale Nachhaltigkeit dar, da die Emissionen mit der zunehmenden Verbreitung von Flugreisen in die Höhe schnellen. Herkömmliche Düsentriebwerke verbrennen fossile Brennstoffe und setzen dabei CO2 und NOX in die Atmosphäre frei, was den Klimawandel noch verschärft. Die Dringlichkeit, diesen Sektor zu dekarbonisieren, ist spürbar und verlangt nach innovativen Lösungen, um seine Umweltauswirkungen einzudämmen.
Vor diesem Hintergrund bietet das von der EU finanzierte FlyECO-Projekt einen Weg zu einem emissionsarmen Flugverkehr und nachhaltigem Wachstum. Durch die Integration innovativer Technologien wie Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) und die Verwendung von Wasserstoff als Energieträger zielt das Projekt auf eine 50-prozentige Senkung der NOX-Emissionen bei gleichzeitiger völliger Vermeidung von CO2-Emissionen ab. Der Simulationsrahmen des Projekts wird dazu beitragen, die Architektur des integrierten Energie- und Antriebssystems (IPPS) zu verfeinern und die Umsetzung in die Praxis voranzutreiben. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Antriebssystem für Pendler- und Regionalflugzeuge.
Simulation und Bewertung der dynamischen Leistung von GT, SOFC und Batterien in einem eng gekoppelten, zyklusintegrierten wasserstoffbasierten Antriebssystem von einem Megawatt.
Entwicklung und Reifung der notwendigen, transformativen Technologien für die Kopplung und den integrierten Betrieb eines luftgestützten hybriden Energie- und Antriebssystems aus GT und SOFC.
Entwicklung eines Gesamtsteuerungsansatzes zur Optimierung des Energiemanagements und der Energieverteilung des IPPS und dessen Validierung in einem cyber-physikalischen Demonstrator für die Kopplung von GT und SOFC.
Cyber-physikalische Demonstration zur Validierung von TLR 3 der Wasserstoffverbrennung mit Dampfeinleitung, um Null CO2-Emissionen und eine mindestens 50 %ige Reduzierung der NOX-Emissionen zu erreichen.
Beitrag zur Horizon Europe-Folgenabschätzung, zu technischen Ausschüssen, zum Verwaltungsrat der Clean Aviation und Clean Hydrogen Partnerschaften sowie zur wissenschaftlichen Gemeinschaft mit einer Technologie-Roadmap für GT-SOFC-Hybridsysteme und einer Open-Access-Veröffentlichung von Datensätzen und Modellen.
Funded by the European Union under grant number 101138488 and by the UK Research and Innovation (UKRI) funding guarantee under the project reference 10106893. Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union. Neither the European Union nor the granting authority can be held responsible for them.
