Un consorzio internazionale di 15 partner, tra cui l’ente nazionale ENEA, sta lavorando al progetto HASTA (Hydrogen Aircraft Sloshing Tank Advancement), finanziato con oltre 3 milioni di euro dal programma Horizon Europe. Obiettivo del progetto: ridurre l’impatto ambientale dell’aviazione sviluppando tecnologie basate sull’utilizzo di idrogeno liquido come carburante.
L’idrogeno liquido come carburante per il futuro
L’idrogeno liquido è considerato una delle soluzioni più promettenti per rendere il trasporto aereo più sostenibile, infatti “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”, spiega Antonio Agresta, ingegnere aerospaziale del Laboratorio Idrogeno e nuovi vettori energetici del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabile, referente ENEA del progetto.
Nei prossimi tre anni, il gruppo di ricerca studierà lo stoccaggio dell’idrogeno liquido per il suo utilizzo nell’aviazione civile e svilupperà un innovativo serbatoio in grado di contenerlo in sicurezza.
“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”, sottolinea il ricercatore ENEA. “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, ENEA utilizzerà simulazioni al supercomputer per studiare la termo-fluidodinamica del serbatoio e migliorare la sua sicurezza ed efficienza. Il progetto prevede la creazione di un modello digitale sperimentale, primo passo verso lo sviluppo di un prototipo reale. L’obiettivo è realizzare un serbatoio sicuro e ottimizzato, capace di contenere l’idrogeno liquido in modo efficiente e senza rischi.
Al fine di consentire quantità maggiori di idrogeno in spazi ridotti, l’idrogeno deve essere mantenuto a temperature estremamente basse (-252,87 °C) e conservato in serbatoi speciali, capaci di sopportare le variazioni di pressione e temperatura durante il volo.
“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”, conclude il ricercatore di ENEA.
