Cách Công nghệ Advent đang định hình lại ngành hàng không bền vững với các giải pháp pin nhiên liệu tiên tiến

Cuộc đua điện khí hóa chuyến bay đang ngày càng trở nên quyết liệt. Hơn 100 công ty trên toàn thế giới hiện đang phát triển các giải pháp máy bay điện, từ các thiết kế cánh cố định truyền thống đến taxi eVTOL (điện thẳng đứng cất cánh và hạ cánh) và các nền tảng xe bay mới nổi. Trong số các công nghệ cạnh tranh, một thách thức cơ bản nổi bật: mật độ năng lượng. Đây là nơi Advent Technologies và công nghệ pin nhiên liệu màng trao đổi proton nhiệt độ cao (HT-PEM) của họ trở thành trung tâm.

Vấn đề về Mật độ Năng lượng: Tại sao Pin lại chưa đủ

Máy bay chạy bằng pin đối mặt với giới hạn nghiêm trọng. Pin lithium-ion, tiêu chuẩn ngành hiện nay cho phương tiện điện, cung cấp khoảng 0.3 kWh/kg năng lượng. Đối với các ứng dụng hàng không, nơi trọng lượng ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi bay và tải trọng, giới hạn này trở thành một nút thắt. Hydro lỏng, ngược lại, cung cấp khoảng 33.3 kWh/kg—gấp hơn 100 lần mật độ năng lượng—làm cho nó khả thi hơn nhiều cho các chuyến bay dài.

Sự khác biệt lớn này giải thích tại sao Advent Technologies và các đối tác ngành như Stralis Aircraft lại đặt cược lớn vào propulsion bằng pin nhiên liệu hydro thay vì các giải pháp pin thuần túy.

Bước đột phá kỹ thuật: Nhiệt độ cao hơn, Hiệu suất tốt hơn

Advent Technologies đã phát triển một phương pháp đột phá thông qua bộ màng điện cực Ion Pair™ (MEA), được tạo ra hợp tác với Viện Nghiên cứu Quốc gia Los Alamos và cấp phép độc quyền cho các ứng dụng hàng không. Đổi mới chính nằm ở việc vận hành pin nhiên liệu ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với các hệ thống truyền thống.

Các pin PEM (LT-PEM) nhiệt độ thấp truyền thống hoạt động dưới điểm sôi của nước, tạo ra các thách thức kỹ thuật phức tạp liên quan đến quản lý nước và tản nhiệt. Ngược lại, các pin HT-PEM của Advent Technologies hoạt động tốt ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với điểm sôi của nước, loại bỏ yêu cầu làm ẩm và cho phép kiến trúc làm mát hoàn toàn khác biệt.

Lợi ích thực tế là rõ ràng. Khi hoạt động ở nhiệt độ cao hơn và khô ráo hơn, các pin này cần các bộ tản nhiệt nhỏ hơn, nhẹ hơn để quản lý nhiệt. Đối với thiết kế máy bay, điều này trực tiếp dẫn đến giảm trọng lượng và giảm lực cản khí động học—cả hai đều là yếu tố then chốt cho phạm vi bay dài hơn và hiệu quả vận hành cao hơn.

Ứng dụng thực tế: Hợp tác với Stralis Aircraft

Stralis Aircraft, một công ty của Úc phát triển máy bay thương mại chạy hydro-điện, đã nhận thức sớm rằng quản lý nhiệt sẽ là yếu tố trung tâm cho khả năng thành công của hàng không điện khí. Bằng cách tích hợp công nghệ pin nhiên liệu HT-PEM của Advent Technologies vào chu trình thiết kế của họ, Stralis đã phát triển một hệ thống truyền động nhẹ hơn gấp sáu lần so với các hệ thống pin nhiên liệu ô tô truyền thống.

Các chỉ số hiệu suất rất ấn tượng: máy bay hydro-điện sử dụng công nghệ này có thể bay xa gấp khoảng mười lần so với các phương án chạy pin-điện, đồng thời duy trì chi phí vận hành thấp hơn so với máy bay chạy nhiên liệu hóa thạch. Với các thư mời hợp tác đã được ký từ các hãng hàng không tại Úc, New Zealand, Châu Á, Hoa Kỳ và Châu Âu, Stralis cho thấy thị trường đang chuyển từ ý tưởng thành thực tế.

Nền tảng sở hữu trí tuệ

Advent Technologies đã xây dựng một danh mục bằng sáng chế đáng kể hỗ trợ nền tảng pin nhiên liệu hydro của mình. Với khoảng 70 bằng sáng chế đã cấp, đang chờ cấp hoặc đã cấp phép, công ty sở hữu nền tảng sở hữu trí tuệ cho công nghệ HT-PEM thế hệ mới có khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao và điều kiện khắc nghiệt. IP này mở rộng trên nhiều lĩnh vực: ô tô, hàng không, quốc phòng, dầu khí, hàng hải và phát điện.

Vị trí thị trường và Cạnh tranh

Ngành điện khí hóa hàng không đang thu hút nhiều đối thủ, từ các công ty khởi nghiệp sáng tạo đến các nhà sản xuất hàng không vũ trụ lớn. Điểm khác biệt của Advent Technologies là công nghệ then chốt—hệ thống pin nhiên liệu chính nó. Thay vì cạnh tranh như một nhà sản xuất máy bay, Advent Technologies định vị mình là nhà cung cấp công nghệ then chốt, làm cho chuyến bay sử dụng hydro trở nên khả thi trên nhiều nền tảng và phương án thiết kế máy bay khác nhau.

Như Giám đốc điều hành Advent Technologies, ông Gary Herman, đã lưu ý, vai trò của công ty là cung cấp “công nghệ then chốt giúp làm cho tương lai của chuyến bay chạy hydro trở thành hiện thực”—dù đó là máy bay thương mại cánh cố định, giải pháp di chuyển đô thị bằng không trung, hay các ý tưởng xe bay mới nổi.

Nhìn về phía trước

Sự hội tụ của công nghệ pin nhiên liệu tiên tiến, hydro lỏng như một phương tiện năng lượng, và nhu cầu ngày càng tăng về hàng không bền vững đang tạo ra một điểm chuyển đổi thị trường hấp dẫn. Các pin HT-PEM của Advent Technologies đại diện cho một bước nhảy kỹ thuật ý nghĩa trong việc giải quyết thách thức cấp bách nhất của hàng không: cung cấp chuyến bay dài, hiệu suất cao mà không phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Với các đối tác hoạt động trong các nhà đổi mới hàng không hàng đầu và danh mục sở hữu trí tuệ ngày càng mở rộng, công ty đang đứng ở trung tâm của một cuộc chuyển đổi mang tính cách mạng trong công nghệ truyền động hàng không.