Как компания Advent Technologies меняет будущее устойчивой авиации с помощью передовых решений в области топливных элементов

Гонка за электрификацию полетов усиливается. Более 100 компаний по всему миру в настоящее время разрабатывают решения для электрических самолетов, от традиционных планеров с фиксированным крылом до электросамолетов вертикального взлета и посадки (eVTOL) такси и новых платформ летающих автомобилей. Среди конкурирующих технологий выделяется одна фундаментальная проблема: энергетическая плотность. Именно здесь Advent Technologies и его запатентованная технология топливных элементов на основе протонного обменного мембраны (HT-PEM) вступают в игру.

Проблема энергетической плотности: почему батареи уступают

Самолеты на батарейках сталкиваются с критическим ограничением. Литий-ионные батареи, являющиеся текущим стандартом в индустрии электромобилей, обеспечивают примерно 0,3 кВтч/кг энергии. Для авиационных приложений, где вес напрямую влияет на дальность и грузоподъемность, это ограничение становится узким местом. В отличие от этого, жидкий водород обеспечивает примерно 33,3 кВтч/кг — более чем в 100 раз большую энергетическую плотность, что делает его значительно более жизнеспособным для дальних полетов.

Эта огромная разница объясняет, почему Advent Technologies и отраслевые партнеры, такие как Stralis Aircraft, делают ставку на водородные топливные элементы, а не на чисто батарейные решения.

Технический прорыв: более высокая температура — лучшее качество работы

Advent Technologies разработала революционный подход с помощью своей мембрано-электродной сборки Ion Pair™ (MEA), созданной в партнерстве с Национальной лабораторией Лос-Аламоса и эксклюзивно лицензированной для авиационных приложений. Ключевое новшество заключается в работе топливных элементов при значительно более высоких температурах, чем у традиционных систем.

Традиционные низкотемпературные PEM (LT-PEM) топливные элементы работают при температурах ниже точки кипения воды, что создает сложные инженерные задачи по управлению водой и теплоотводом. В отличие от этого, Advent Technologies’ HT-PEM топливные элементы функционируют при температурах значительно выше точки кипения воды, исключая необходимость увлажнения и позволяя использовать принципиально другую архитектуру охлаждения.

Практические преимущества существенны. Работая при более высокой температуре и меньшей влажности, эти топливные элементы требуют меньших и легче радиаторов для теплоотвода. Для конструкции самолетов это напрямую означает снижение веса и уменьшение аэродинамического сопротивления — оба фактора критически важны для увеличения дальности и повышения эффективности эксплуатации.

Реальное применение: партнерство с компанией Stralis Aircraft

Stralis Aircraft, австралийская компания, разрабатывающая водородно-электрические коммерческие самолеты, рано осознала, что управление теплом будет ключевым фактором для жизнеспособности электрической авиации. Интегрировав технологию Advent Technologies’ HT-PEM в свой проект, Stralis создала силовую установку, которая в шесть раз легче традиционных автомобильных топливных элементов.

Показатели эффективности впечатляют: водородно-электрические самолеты, использующие эту технологию, могут пролетать примерно в десять раз дальше, чем батарейные аналоги, при этом сохраняя более низкие операционные расходы по сравнению с самолетами на ископаемом топливе. Уже получены письма о намерениях от авиакомпаний из Австралии, Новой Зеландии, Азии, США и Европы, что демонстрирует, что рынок переходит от концепции к реальности.

Основы интеллектуальной собственности

Advent Technologies создала значительный портфель патентов, поддерживающих свою платформу водородных топливных элементов. В настоящее время выдано около 70 патентов, находящихся в стадии ожидания или лицензирования. Компания обладает интеллектуальной собственностью, которая обеспечивает основу для следующего поколения HT-PEM технологий, способных работать при высоких температурах и экстремальных условиях. Эта IP охватывает несколько секторов: автомобильную промышленность, авиацию, оборону, нефтегазовую отрасль, морской транспорт и генерацию электроэнергии.

Рыночная позиция и конкурентная среда

Сектор электрификации авиации привлекает разнообразных участников — от стартапов-новаторов до крупных производителей аэрокосмической техники. Что отличает Advent Technologies, так это фундаментальная технология — сама система топливных элементов. Вместо того чтобы конкурировать как производитель самолетов, Advent Technologies позиционирует себя как ключевой поставщик технологий, делая возможным полеты на водороде на различных платформах и с разными конструкциями.

Как отметил генеральный директор Advent Technologies Гэри Херман, роль компании — обеспечить «ключевую технологию, которая делает возможным будущее водородных полетов» — будь то для планеров с фиксированным крылом, решений для городской воздушной мобильности или новых концепций летающих автомобилей.

Взгляд в будущее

Слияние передовых технологий топливных элементов, жидкого водорода как носителя энергии и растущего спроса на устойчивую авиацию создает убедительный рыночный переломный момент. HT-PEM топливные элементы Advent Technologies представляют собой значительный технический скачок в решении самой острой проблемы авиации: обеспечение дальнего, высокопроизводительного полета без зависимости от ископаемого топлива.

Благодаря активным партнерствам с ведущими инновационными компаниями в области аэрокосмической промышленности и расширяющемуся портфелю интеллектуальной собственности, компания занимает центральное место в возможном трансформирующем сдвиге в технологиях авиационного привода.