Idrogeno liquido per aerei: ENEA impegnata nel progetto

Il progetto europeo Hydrogen Aircraft Sloshing Tank Advancement (HASTA), con un finanziamento di oltre 3 milioni di euro dal programma Horizon Europe, mira a ridurre l’impatto ambientale dell'industria aerea attraverso lo sviluppo di tecnologie che utilizzano l’idrogeno liquido come carburante. A questo ambizioso obiettivo contribuisce un consorzio di 15 partner, provenienti da 8 Paesi (7 europei e il Sudafrica), tra cui nomi di spicco come Airbus, Ariane Group e, per l'Italia, ENEA, Cnr, Univeristà degli studi di Roma La Sapienza e Università degli Studi Niccolò Cusano.

IL PROGETTO

Antonio Agresta, ingegnere aerospaziale del Laboratorio Idrogeno e nuovi vettori energetici del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili (TERIN), referente ENEA del progetto afferma che:

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

Nel corso dei prossimi tre anni, il team di ricerca si concentrerà sull'analisi dello stoccaggio dell'idrogeno liquido per applicazioni nell'aviazione civile e sulla progettazione di un serbatoio avanzato capace di garantirne la conservazione in sicurezza. L'idrogeno liquido è considerato una delle principali alternative al cherosene per alimentare gli aerei a zero emissioni del futuro..

L'ing. Agresta, a riguardo, aggiunge che:

Uno degli aspetti più complessi è la gestione del fenomeno dello sloshing, ovvero il movimento del liquido all’interno del serbatoio, durante il volo. Le sollecitazioni dell’aereo possono generare miscelazioni termiche tra le fasi liquida e gassosa, causando variazioni rapide della pressione nel serbatoio. Si tratta di un aspetto di termo-fluidodinamica molto complesso, di cui si occuperà ENEA con simulazioni al supercomputer per studiare l’interazione del fluido con il serbatoio

Per affrontare questa sfida, il progetto HASTA si concentrerà sullo sviluppo di un modello digitale sperimentale per un serbatoio di idrogeno liquido destinato agli aeromobili, in grado di simulare i cambiamenti di temperatura e pressione al suo interno. Questo rappresenta il primo passo verso la creazione di un gemello digitale del serbatoio, che in seguito darà vita a un prototipo sicuro ed efficiente, progettato per contenere il nuovo carburante finora utilizzato solo in ambito spaziale.

Per immagazzinare maggiori quantità di idrogeno in spazi più compatti, un aspetto fondamentale per l’aviazione sostenibile, l'idrogeno dovrà essere raffreddato a temperature estremamente basse (-252,87 °C), trasformandolo in una forma molto più densa rispetto a quella gassosa.

Antonio Agresta, quindi, conclude che:

L’utilizzo dell’idrogeno offre il grande vantaggio di non produrre emissioni di CO2, poiché il principale prodotto della combustione è il vapore acqueo (H2O). Tuttavia, la sua gestione e conservazione rappresentano una sfida significativa in termini di materiali e geometrie dei serbatoi per il suo stoccaggio poiché richiedono il mantenimento di temperature criogeniche estreme e il controllo dei fenomeni di sloshing durante il trasporto e il volo.