液氢的绿色应用前景吸引了包括航空领域在内的各方参与者。

来自于荷兰代尔夫特理工大学的四十四名学生们组建的Ａｅｒｏｄｅｌｆｔ团队一直在科学研究一种液氢燃料电池飞机。

该团体近期展现了ｐｈｏｅｎｉｘ的原型机，这是一个变小了１／３的双座飞机，并计划在７月进行首次公开飞行。

原型机翼展５．７米（１９英尺），重５０公斤（１１０磅），携带１公斤液氢，预计航程约５００公里，航程约７小时。

在这个原型中，氢气被储存在－２５３°Ｃ的低温罐中，并通过一个复杂的管道系统加热到０°Ｃ。随后根据１．５千瓦的燃料电池给飞机尾部的电动式螺旋桨电机进行充电。

一架全尺寸的ｐｈｏｅｎｉｘ也已经在建造中，设计于七月公开亮相。全尺寸的ｐｈｏｅｎｉｘ将携带１０公斤的液氢，预估续航力２０００Ｋｍ，在空中的续航时间为１０小时。

按计划，它将于２０２２年夏天首次使用气态氢进行飞行，并预计在２０２４年进行首次全规模液氢飞行。

届时，它将成为世界上第一架使用液氢燃料的飞机。

在减少碳排放的压力下，越来越多的航空公司和组织正在探索使用氢能。

２０１９年，全世界航空业造成了９．１５亿吨ＣＯ２，约占全球全人类二氧化碳排放的２％。为了降低航空碳强度，联合国下属的国际民用航空组织（ＩＣＡＯ）于２０１６年１０月设计了国际航空碳抵消和减少计划（ＣＯＲＳＩＡ），这就要求航空公司对国际航班超过基准产生的二氧化碳排放进行补偿。

罗尔斯•罗伊斯大中华区总裁李安在接受《界面新闻》采访时表示，虽然航空业的碳排放只占全球总量的２％，但减排难度很大，尤其是消耗大量能源的宽体飞机。

氢长期以来一直被用作燃料。１８０７年，瑞士发明家伊萨克·德·里瓦兹制作了首台氢燃料内燃机；１９７０年，保罗·迪格斯（Ｐａｕｌ　Ｄｉｇｇｓ）申请了一项改进内燃机的专利，使汽油发动机能够以氢气为动力。

氢已经被用来为商用和公共交通工具等地面交通工具提供动力，但它在航空工业中的应用一直很困难。

其中一个很大的限制是液氢的储罐。

氢的重量能量密度极高，但体积密度很低，需要在极低的温度下压缩或转化为液体。储存液氢的储罐在设计上非常复杂。

考虑到液态氢的单位体积能量密度就只有航空燃料的１／４，这代表着一架飞机必须带上４倍的燃料箱才可以得到相同的能量，这就迫使飞机载客量减少或体积增大。

据界面新闻报道，目前飞机主要有两种氢推进模型。第一种是利用氢通过燃料电池发电，为电动机提供动力。第二种推进模式是基于在内燃机中直接燃烧氢气，类似于目前在飞机上使用的系统。

ｐｈｏｅｎｉｘ原型机依靠燃料电池技术作为动力系统。困难在于储存液氢，这比氢燃烧效率高得多。

ｐｈｏｅｎｉｘ原型机项目经理Ｓａｍ　Ｒｕｔｔｅｎ表示，液氢系统正在顺利完成设计阶段。

据他说，推进团队已经开发了一个特殊的容器，以及其他支持系统，将允许飞机在液态氢上飞行。他们将根据所有相关的认证来建造集装箱，目前正在生产中。

除了Ａｅｒｏｄｅｌｆｔ团队，其他机构也在研究氢动力飞机。

去年１１月，Ｍａｈｅｐａ项目团队，包括代尔夫特大学、蝙蝠飞机和德国宇航中心（ＤＬＲ），在斯洛文尼亚马里博尔机场完成了ＨＹ４氢混合动力飞机的试飞。

该项目由蝙蝠飞机、Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ公司、德国宇航中心、米兰理工大学、代尔夫特理工大学、马里博尔大学和乌尔姆大学组合而成，将重点发展新的模块化和升级的氢燃料电池技术。

欧洲飞机制造商空中客车（Ａｉｒｂｕｓ）也在研究如何将液氢用于内燃机或燃料电池，作为其零排放计划的一部分。

２０２０年９月，空中客车宣布，氢推进系统将成为新一代零排放商用飞机的核心。

从理论上讲，液氢可以将整个电力传输系统冷却到超导温度，此时系统的阻力将消失，效率将大幅提高。空客公司认为，为充分利用这一效应而设计的动力系统可以使飞机的重量减少一半，电力浪费减少一半。

液氢在航空方面的应用仍在探索中。无论是罐体设计、制氢技术、安全保证还是超低温应用，都是目前研究人员面临的难题。

液氢飞机究竟是一种可行的低碳航空解决方案，还是一种理想的飞机，将在未来几年内进行测试。