Ilmuwan Dari AS Menciptakan Sistem Kriogenik Untuk Menyimpan Dan Memasok Hidrogen Untuk Pesawat Generasi Baru
KALBARNEWS.CO.ID (AS) - Kelompok peneliti dari fakultas teknik gabungan Universitas Pertanian dan Mekanika Florida dan Universitas Negeri Florida mengembangkan sistem inovatif untuk menyimpan dan memasok hidrogen cair, yang dapat menjadi dasar bagi penerbangan masa depan.
Menurut para ilmuwan, pengembangan ini memungkinkan penggunaan hidrogen tidak hanya sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan, tetapi juga sebagai media pendingin untuk komponen energi utama pesawat listrik.
Hasil penelitian tersebut dipublikasikan di Applied Energy. Mereka menjelaskan proyek untuk pesawat terbang hibrida-listrik lokal berkapasitas 100 penumpang. Sistem yang diusulkan menyelesaikan tiga tugas secara bersamaan: penyimpanan hidrogen yang andal pada suhu sangat rendah, pasokan hidrogen ke pembangkit listrik, dan pendinginan perangkat keras pesawat.
Diketahui bahwa penggunaan hidrogen memerlukan banyak ruang dan suhu yang sangat rendah (sekitar -253 °C). Untuk mengatasi masalah ini, sekelompok ilmuwan yang terdiri dari spesialis dalam kriogenik, superkonduktivitas, dan sistem energi mengembangkan tangki kriogenik canggih dan melakukan optimasi menyeluruh terhadap sistem tersebut.
Salah satu hasil penting dari upaya ini adalah pengembangan kriteria efektivitas baru – yang disebut indeks gravimetrik. Ini menunjukkan, bagian mana dari total massa sistem pengisian bahan bakar yang merupakan bahan bakar, dan bagian mana yang merupakan elemen tambahan: tangki kriogenik, insulasi termal, perpipaan, penukar panas, dan komponen lainnya.
Dalam konfigurasi yang diusulkan oleh para peneliti, indeks ini mencapai 0,62, yaitu, hidrogen cair membentuk 62% dari total massa, yang secara signifikan melampaui metrik teknologi tradisional.
Alih-alih memasang sistem pendingin terpisah, mereka mengusulkan untuk menggunakan hidrogen cair secara khusus: dengan melewati serangkaian penukar panas, ia terlebih dahulu mendinginkan komponen yang beroperasi pada suhu super rendah (seperti generator dan kabel superkonduktor), dan kemudian menyerap panas dari elemen yang lebih hangat termasuk motor listrik dan elektronika daya.
Menyediakan hidrogen di dalam pesawat merupakan salah satu tugas teknis utama. Dengan mempertimbangkan risiko tinggi yang terkait dengan penggunaan pompa dalam kondisi kriogenik, para peneliti memutuskan untuk tidak menggunakan pompa dan menyediakan pergerakan hidrogen yang digerakkan oleh tekanan terkontrol di dalam tangki.
Tekanan ini disesuaikan secara otomatis: tekanan dapat ditingkatkan saat diperlukan untuk memasukkan gas hidrogen, atau diturunkan untuk mengeluarkan uap. Pendekatan semacam itu memungkinkan kontrol konsumsi bahan bakar yang akurat tergantung pada tahap penerbangan.
Menurut perkiraan, sistem ini mampu memasok hingga 0,25 kg hidrogen per detik — ini cukup untuk memberi daya pada pembangkit listrik di dalam pesawat hingga 16,2 MW, yang sangat penting selama lepas landas atau jika terjadi peningkatan yang mendesak.
Hingga saat ini masih belum jelas apakah fungsi pendinginan dan pasokan bahan bakar dapat digabungkan secara efektif dalam satu sistem tunggal. Penelitian yang dilakukan oleh para spesialis dari Florida tidak hanya mengonfirmasi bahwa hal itu memungkinkan secara teknis, tetapi juga menunjukkan bahwa jika dilakukan pengoptimalan yang memadai, sistem tersebut bahkan dapat lebih efisien daripada solusi terpisah.
Pada tahap berikutnya, para peneliti berencana untuk membuat sistem percontohan dan mengujinya di Advanced Energy Systems Center di Florida State University. Proyek ini didukung oleh NASA dan merupakan bagian dari Program Federal untuk mengembangkan teknologi penerbangan tanpa emisi. (Tim Liputan)
Editor : Aan
