Zrównoważony transport zyskuje na popularności. Rewolucja została zapoczątkowana w transporcie kołowym – dziś elektryczny samochód, hulajnoga albo rower to część naszej codzienności. Obszarem, który przez swoją specyfikę wciąż nie uzyskał zielonych rozwiązań jest lotnictwo pasażerskie. 

Przyczyny braku zielonego transportu lotniczego

Rozwój technologii dronów, czyli bezzałogowych statków powietrznych był możliwy dzięki ich niewielkiej masie. Ograniczenie masy do minimum pozwoliło na uzyskanie wystarczającej mocy z istniejących technologii akumulatorów, by poderwać obiekt z Ziemi i dysponować energią potrzebną na kilka godzin lotu. 

Dzisiejsze akumulatory litowo-jonowe mają maksymalną moc 300 watogodzin na kilogram swojej masy. Niestety nie jest to nawet blisko potrzebnej mocy, którą naukowcy szacują na około 1000 watogodzin na kilogram, by można było myśleć realistycznie o rozwoju lotnictwa pasażerskiego. Niestety przynajmniej na razie pozostaje to poza zasięgiem znanych dotąd technologii produkcji akumulatorów. 

Jednak nawet tego typu gęstość mocy w bateriach nie pozwoli na loty transkontynentalne, ale mogłoby znaleźć swoją niszę w lotach krótkodystansowych i krajowych. Być może rozwiązaniem byłyby międzylądowania i ładowania baterii, tak jak ma to miejsce w przypadku elektrycznych aut w dłuższych trasach. 

Problemy Tesli z Cybertruckiem i odpływ kadr. Czy Elon Musk osłabia swoją markę?

Innowacyjne rozwiązanie

W opinii niektórych ekspertów tradycyjne baterie zbliżają się do granicy pod względem efektywności, którą da się uzyskać przy ciężarze jednego kilograma. Część naukowców postanowiła eksplorować inne ścieżki by rozwiązać ten problem i skupić się na rozwoju koncepcji ogniwa paliwowego. 

W czasopiśmie Joule zespół badaczy z MIT oraz partnerskich uczelni opublikowali wyniki swoich badań. Rozwój technologii okazał się sporym sukcesem, bo uzyskane wyniki w starannie kontrolowanych warunkach wykazały poziom ponad 1500 watogodzin na kilogram. W warunkach poza laboratoryjnych wynik jest obecnie nie do powtórzenia, ale pokazuje potencjał ukryty w nowej technologii.

Zespół badaczy zwiększył ilość energii uzyskiwanej z jednego kilograma, dzięki zastosowaniu ogniwa podzielonego na dwie komory. Jedną komorę wypełnia paliwo, czyli ciekły metaliczny sód, a drugą zwykłe powietrze o określonej wilgotności, które w kontrolowany sposób reagują ze sobą wytwarzając energię. Oba składniki są bardzo tanie i powszechnie dostępne w przeciwieństwie do litu i innych pierwiastków, z których buduje się akumulatory. Zaletą może być też to, że ogniwo można w szybki sposób uzupełniać, bez potrzeby ładowania. 

Bezpieczeństwo i plany rozwoju

Podstawowym problemem technologii wykorzystywania ciekłego sodu i powietrza jest bezpieczeństwo. Oba składniki ogniwa rozdziela jedynie membrana, której pęknięcie mogłoby doprowadzić do niekontrolowanej reakcji. Transport powietrzny jako sektor szczególnie wrażliwy, potrzebujący bardzo precyzyjnej technologii. Dlatego technologia nie będzie używana w obecnej formie do transportu ludzi. 

Naukowcy mają plan wyprodukować ogniwo wielkości cegły, która będzie mogła dostarczyć około 1000 watogodzin energii z kilograma masy, a następnie użyć je do zasilania dużego drona. Skuteczne próby pozwoliłyby udowodnić skuteczność i stabilność tej technologii i dalsze prace nad jej wykorzystaniem. Międzyuczelniany zespół ma nadzieję, że taka demonstracja będzie możliwa w ciągu najbliższego roku.

Zrównoważony transport

Transport lotniczy jest niezwykle istotnym źródłem emisji gazów cieplarnianych. W 2023 roku lotnictwo odpowiadało za 2,5% emisji CO2 na całym świecie według danych EASA. Ze względu na zapotrzebowanie liczba lotów związanych z tym emisji z roku na rok rośnie.   

Możliwość zastosowania ogniw paliwowych, których reakcja nie wpływają negatywnie na klimat, byłoby milowym krokiem w działaniach na rzecz redukcji emisji dwutlenku węgla w transporcie. Zastosowanie powszechnie dostępnych pierwiastków pozwoliłoby zredukować w przyszłości koszty związane z transportem. 

Czas działać – dla klimatu, dla przyszłych pokoleń oraz już dla nas – to nasze pokolenie będzie pierwszym, którzy polecą elektrycznymi samolotami, jeśli determinacja do szukania rozwiązań nam na to pozwoli.  

Zobacz też: Unia łagodzi cele emisji CO2 dla aut. Przemysł motoryzacyjny uniknie miliardowych kar

Źródła: EASA, Climate Portal, Smog Lab, 

Fot. Canva (Nicola Colombo)

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.