ZeroAvia s'associe à la startup Verne de San Francisco pour apporter une forme d'hydrogène plus dense en énergie à l'aviation propre. Comparé à l'hydrogène liquide cryogénique, l'hydrogène comprimé cryogénique peut réduire les coûts, accélérer le ravitaillement en carburant et augmenter la distance de vol de 40 %.
L'hydrogène est un carburant plutôt problématique. Il est difficile à stocker et à transporter, nécessitant des températures ultra froides ou une compression énergivore pour le convertir en volumes utiles. La production d’hydrogène est inefficace sur le plan énergétique et il n’existe pas de réseau de distribution propre.
Mais c’est actuellement la seule option en matière de carburant si l’on veut que l’industrie aéronautique soit complètement décarbonée. Elle ne transporte peut-être pas autant d’énergie que le carburéacteur, mais elle offre une augmentation significative de la densité énergétique par rapport aux batteries au lithium. En conséquence, des entreprises comme ZeroAvia travaillent 24 heures sur 24 pour tester et valider son utilisation sur les avions commerciaux. Les vols d'essai de piles à combustible à hydrogène gazeux sont déjà bien avancés, même sur de petits avions de ligne, et l'année dernière, le premier vol habité utilisant de l'hydrogène liquide comme carburant a été réalisé.
Désormais, ZeroAvia espère mettre au premier plan une troisième forme de carburant hydrogène, capable de transporter plus d’énergie.
Le concept d’hydrogène comprimé cryogénique (CcH2) existe depuis 25 ans. BMW a développé un prototype de système CcH2 pour les voitures particulières il y a plus de dix ans, et Cryomotive est l'une des nombreuses entreprises qui cherchent désormais à appliquer la technologie CcH2 au camionnage longue distance. La société promet que le CcH2 est un carburant à zéro émission capable de stocker plus de 3 000 wattheures par kilogramme, avec la même gamme de carburant diesel et des temps de ravitaillement rapides.
Alors, qu'est-ce que c'est exactement ? CcH2 combine efficacement le refroidissement cryogénique de l’hydrogène liquéfié avec la technologie de compression partielle pour le stockage de l’hydrogène gazeux. L'hydrogène liquide nécessite une température inférieure à 20K (-253°C/-423°F) à pression ambiante, tandis que l'hydrogène gazeux doit souvent être comprimé dans la plage de 700 bars à température ambiante.
Supposons que l'hydrogène soit maintenu à 20K puis comprimé à 240 bars. Selon les recherches de Langmi et al., la capacité de stockage volumétrique de l’hydrogène passera de 70 g/L à 87 g/L. Mais cela réduit également considérablement, voire élimine virtuellement, les pertes par ébullition caractéristiques du stockage de l’hydrogène liquide. L’hydrogène peut également être rempli à la vitesse du transfert de liquide sans qu’il soit nécessaire d’installer des équipements de compression valant des millions de dollars dans chaque station-service.
Comme l'explique Composites World, cela permet également d'utiliser des réservoirs plus légers, ou de les construire à partir de matériaux moins chers, car il n'est pas nécessaire de gérer des niveaux de pression de 700 bars ou de prévoir un refroidissement actif à l'intérieur du véhicule. Les réservoirs isolés peuvent rester froids car chaque fois que le carburant est utilisé, le carburant restant se dilate dans le réservoir et les principes thermodynamiques contribueront à réduire la température.
ZeroAvia a signé un protocole d'accord avec Verne, qui s'est associé l'année dernière aux Lawrence Livermore National Labs pour démontrer un système CcH2 fonctionnant à des niveaux de pression et de température non divulgués, capable de stocker 27 % d'hydrogène en plus qu'un système à hydrogène liquide de taille similaire.
Verne estime que sa technologie CcH2 a une densité d'hydrogène utilisable « 40 % supérieure à celle de l'hydrogène liquide » et travaille avec ZeroAvia pour « évaluer conjointement » les opportunités d'application de CcH2 dans l'aviation et étudier l'infrastructure au sol requise pour une hydrogénation rapide dans les aéroports.
Dans une interview avec Composites World, Tobias Brunner de Cryomotive a expliqué que son entreprise estime que sa technologie de stockage CcH2 est « très adaptée à l'industrie aéronautique » - mais uniquement pour les petits avions, car une fois arrivés à de grands réservoirs contenant des centaines ou des milliers de kilogrammes de carburant, l'hydrogène liquide réapparaît comme une solution plus légère au niveau du système.