Aunque todavía estamos muy lejos de los aviones comerciales que funcionan con una combinación de combustible fósil y baterías, un reciente estudio de factibilidad en la Universidad de Illinois exploró las configuraciones de combustible / batería y el ciclo de vida de la energía para conocer las compensaciones necesarias para obtener el mayor rendimientoreducciones en las emisiones de dióxido de carbono.
"En la cadena de suministro de energía hay una frase, desde 'pozo hasta estela'. Es decir, la producción de combustible comienza en el pozo de petróleo y termina en la estela del avión. El seguimiento de los costos y las implicaciones ambientales en todo este ciclo de vida es importante,porque las implicaciones para la producción de combustible y energía pueden ser sustancialmente diferentes, dependiendo de la fuente. En este estudio, vimos cómo las tecnologías deben mejorar para hacer viable una configuración hibridada, donde la viabilidad se evalúa en función de la necesidad de cumplir un cierto rangorequisito y presentan una gran reducción en las emisiones de carbono. Las emisiones netas de carbono se calcularon a partir de una combinación de quema de combustible y el impacto de carbono asociado con la recarga de las baterías ", dijo Phillip Ansell, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Facultad de Ingeniería.en la U de I.
Según Ansell, esa segunda parte ha sido ignorada.
"Puede obtener una reducción de consumo de combustible, pero si no se incluye la limpieza de la red eléctrica que se está utilizando para cargar el sistema de batería, le falta una parte significativa del total de emisiones de carbono", dijo.
El estudio comparó el CO relativo 2 emisiones producidas por kilovatio-hora para cada estado individual en los Estados Unidos. Incluye un mapa de los Estados Unidos con valores de cuánto carbono se produce por unidad de energía.
Pero, para ser comercialmente aceptable, una aeronave híbrida eléctrica debe ser capaz de transportar la misma cantidad de pasajeros y viajar las mismas distancias que las aeronaves de combustible fósil actuales, por lo que el estudio utilizó los parámetros para un solo pasilloun avión que puede transportar aproximadamente 140 pasajeros como modelo. Variaron paramétricamente la proporción de potencia a través del eje de propulsión que se derivaba eléctricamente, utilizando configuraciones en las que el 12.5 por ciento, 25 por ciento o 50 por ciento de la potencia necesaria era producida por un motor eléctrico.El estudio no consideró el costo en dólares, sino el costo en CO 2 emisiones - el costo ambiental
La configuración más factible del modelo fue un sistema de propulsión que utiliza una transmisión de potencia eléctrica del 50 por ciento y una densidad de energía específica de la batería de 1,000 vatios-hora por kilogramo. Se estima que esta configuración produce 49.6 por ciento menos de CO de ciclo de vida 2 emisiones que un avión convencional moderno con un alcance máximo equivalente al promedio de todos los vuelos globales, lo que lo convierte en una opción viable para la aviación responsable con el medio ambiente. Sin embargo, las tecnologías actuales de baterías están muy lejos de poder lograr esta configuración. A pesar deEste hecho, Ansell dijo que las mejoras en las baterías continuarán proporcionando ganancias en las capacidades.
"Obviamente, el 12.5 por ciento es la configuración accesible a más corto plazo que se estudió, porque necesitaremos menos progreso de la tecnología de batería para llegar a ese punto. Sin embargo, también vemos una relación no lineal entre CO 2 emisiones producidas y mejoras en los conceptos de propulsión híbrida-eléctrica, donde las reducciones proporcionales más rápidas en las emisiones de carbono se producen a través de mejoras tecnológicas a corto plazo ", dijo Ansell." Lograr las mejoras tecnológicas para un sistema híbrido al 50% ciertamente tiene uncalendario muy largo para llegar al mercado, por asomo, porque es completamente incierto si se fabricará ese nivel de densidad de energía de las baterías o cuándo, pero al menos en el ínterin, incluso las pequeñas ganancias en tecnologías de componentes pueden marcar una gran diferencia."
¿Cuándo podrá la tecnología fabricar una batería lo suficientemente liviana pero lo suficientemente potente como para volar un avión comercial?
Ansell especuló: "Quizás en los próximos 10 años podamos tener una batería de 400 a 600 vatios-hora por kilogramo. Si proyectamos eso, los niveles que necesitamos para factores de hibridación más grandes, o inclusoaviones comerciales totalmente eléctricos, podrían estar al alcance en los próximos 25 años "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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