KALBARNEWS.CO.ID (TIONGKOK) - Para ilmuwan dari Universitas Politeknik Northwestern Tiongkok dan Universitas Tiongkok Hong Kong telah mempresentasikan konsep mesin hibrida inovatif untuk pesawat berbadan lebar.
Sistem propulsi baru ini menggabungkan turbin gas dan sel bahan bakar hidrogen suhu tinggi. Jika berhasil diimplementasikan, mesin ini akan meningkatkan durasi penerbangan tanpa pengisian bahan bakar menjadi 17 jam dan menghilangkan emisi CO₂ sepenuhnya.
Kebutuhan elektrifikasi dalam penerbangan didorong oleh meningkatnya pangsa industri ini dalam emisi karbon dioksida global. Mesin jet berbahan bakar minyak tanah tetap menjadi sumber polusi terbesar.
Namun, pesawat bertenaga baterai yang sepenuhnya bertenaga listrik saat ini mustahil: baterai terlalu berat dan tidak menyediakan jangkauan yang dibutuhkan. Sel bahan bakar hidrogen jauh lebih efisien, tetapi membutuhkan sistem penyimpanan yang kompleks dan tidak selalu dapat menangani beban selama fase kritis, seperti lepas landas.
Para peneliti Tiongkok telah mengusulkan kompromi: mengintegrasikan sel bahan bakar penukar proton bersuhu tinggi ke dalam mesin turbofan. Ini berarti menciptakan mesin yang dapat beroperasi dalam dua mode.
Mode hibrida diaktifkan saat lepas landas dan menanjak: turbin gas dan sel bahan bakar menyala secara bersamaan untuk menghasilkan daya maksimum. Pada kecepatan jelajah, sistem beralih ke mode elektrik, di mana sel bahan bakar melakukan sebagian besar pekerjaan.
Untuk menguji hipotesis mereka, para ilmuwan membangun model matematika terperinci dari mesin dan seluruh sistem tenaga pesawat. Perhitungannya mencakup aerodinamika, pengoperasian sel bahan bakar, dan proses yang terjadi dalam tangki kriogenik berisi hidrogen cair.
Model ini memungkinkan para ilmuwan untuk melacak bagaimana kinerja sistem berubah pada berbagai kecepatan, ketinggian, dan beban. Mereka memberikan perhatian khusus pada penyimpanan bahan bakar: karena hidrogen cair membutuhkan volume yang jauh lebih besar daripada minyak tanah, para peneliti mempertimbangkan untuk memperluas badan pesawat agar dapat menampung tangki kriogenik tambahan.
Hasilnya mengesankan. Pada kecepatan jelajah, konsumsi bahan bakar spesifik 12,6% lebih rendah daripada turbofan tradisional, dan ketika mesin di-throttle, daya dorong meningkat 10%.
Namun, hasil yang paling tidak terduga berkaitan dengan penggunaan hidrogen. Menurut perhitungan, pesawat dapat sepenuhnya beralih ke bahan bakar hidrogen jika badan pesawat diperpanjang 20%.
Transisi ini akan berarti penghapusan total emisi CO₂, yang saat ini melebihi 301 ton per penerbangan. Mesin baru ini juga akan mengurangi bobot pesawat hampir 97 ton dan meningkatkan daya tahan terbangnya hingga lebih dari 17 jam tanpa pengisian bahan bakar, yang 20% lebih lama daripada pesawat konvensional.
Para peneliti yakin bahwa konsep mesin hibrida dapat diimplementasikan dalam waktu dekat. Di saat yang sama, mereka menyarankan untuk memandang proyek ini sendiri sebagai langkah transisi: teknologi ini berpotensi menjadi dasar bagi penciptaan pesawat jarak jauh bertenaga hidrogen sepenuhnya.(Tim Liputan)
Editor : Aa
