作为 Universal Hydrogen 品牌的飞机，配备了有史以来最大的氢燃料电池为飞机提供动力，在华盛顿东部进行了首次试飞，联合创始人兼首席执行官 Paul Eremenko 宣布“航空新黄金时代”来临的时刻”
改装后的 Dash-8 飞机的 15 分钟试飞时间很短，但它表明氢气作为短途客机的燃料是可行的。也就是说，如果 Universal Hydrogen——以及新兴的氢飞行世界中的其他公司——能够取得使其成为主流产品所需的技术和监管进步。
Dash-8 是支线机场的主打机型，通常短途运输最多 50 名乘客。周四从摩西湖格兰特县国际机场试飞的 Dash-8 载有截然不同的货物。 Universal Hydrogen 测试飞机，绰号 Lightning McClean，只有两名飞行员、一名工程师和机上大量技术，包括由另外两家初创公司提供的电动机和氢燃料电池。
精简的内部包含两个电子和传感器机架，以及两个装有 30 公斤燃料的大型氢气罐。在飞机的右翼下方，一台来自 magniX 的电动机由 Plug Power 的新型氢燃料电池驱动。该系统将氢气转化为电能和水——Eremenko 认为这是一种无排放的动力装置，代表着航空业的未来。
燃料电池在整个飞行过程中都在运行，产生高达 800 千瓦的功率，除了水蒸气之外什么也没有产生，而 Universal Hydrogen 工程师和投资者的脸上露出了笑容。
“我们认为这是一个非常具有里程碑意义的成就，”Eremenko 说。 “这让我们有望在客运服务中拥有第一架经过认证的氢飞机。”
航空业目前约占全球碳排放量的 2.5%，预计每年增长 4%。
仍在使用喷气燃料
Universal Hydrogen 品牌的飞机也依赖喷气燃料。注意一侧机翼下的 Pratt and Whitney 涡轮螺旋桨发动机。图片来源：马克·哈里斯
试飞取得成功，并不意味着完全零碳航空指日可待。
在 Dash-8 的另一个机翼下方运行着标准的普惠涡轮螺旋桨发动机（请注意上图中的差异），其功率大约是燃料电池侧的两倍。这种冗余帮助美国联邦航空局铺平了道路，美国联邦航空局在 2 月初为 Dash-8 测试颁发了实验性特殊适航证书。
其中一名试飞员 Michael Bockler 告诉 TechCrunch，这架飞机“像普通的 Dash-8 一样飞行，只有轻微的偏航。”他指出，在某一时刻，在水平飞行中，飞机几乎完全依靠燃料电池动力飞行，涡轮螺旋桨发动机节流。
“在两个电机都由氢驱动之前，这仍然只是一场表演，”一位为可持续航空业提供咨询的高级工程师说。 “但我不想嘲笑它，因为我们需要这些垫脚石来学习。”
当今燃料电池的部分问题是它们很难冷却。喷气发动机运行时温度更高，但大部分热量通过排气排出。由于燃料电池使用电化学反应而不是简单地燃烧氢气，因此必须通过热交换器和通风系统来去除废热。
ZeroAvia 是另一家开发航空用氢燃料电池的初创公司，在半空中关闭燃料电池以使其冷却后， 其首架飞行原型机于 2021 年坠毁，随后无法重新启动。此后，ZeroAvia 使用类似于 Universal Hydrogen 的混合氢/化石燃料装置再次起飞，尽管是在较小的双引擎飞机上。
Universal Hydrogen 的首席技术官 Mark Cousin 告诉 TechCrunch，由于其大型空气管道，其燃料电池可以运行一整天而不会过热。
燃料电池飞机的另一个问题是储存飞行所需的氢气。即使是密度最大、过冷的液体形式，氢所含的能量也仅为同等体积喷气燃料的四分之一左右。机翼油箱除了最短的飞行外都不够大，因此燃料必须储存在机身内。今天 15 分钟的飞行使用了大约 16 公斤的气态氢——乘客舱内两个摩托车大小的氢气罐中储存量的一半。 Universal Hydrogen 计划在今年晚些时候将其测试飞机改装为使用液态氢。
制作模块
通用氢模块。图片来源：马克·哈里斯
Eremenko 于 2020 年与他人共同创立了 Universal Hydrogen，该公司在 2021 年由 Playground Global 领投的 A 轮融资中筹集了 2050 万美元。迄今为止，资金已接近 1 亿美元，其中包括空中客车、通用电气、美国航空公司、捷蓝航空和丰田的投资。该公司总部位于加利福尼亚州霍桑市，距离 SpaceX 不远，在法国图卢兹设有工程设施。
Universal Hydrogen 现在将在摩西湖进行进一步测试。该公司将致力于额外的软件开发，并最终将飞机改装为使用液态氢。明年年初，这架飞机可能会退役——燃料电池将前往华盛顿特区的史密森尼航空航天博物馆。
Universal Hydrogen 希望最早在 2025 年开始为 Dash-8 等支线飞机运送燃料电池改装套件。该公司已经从包括新西兰航空公司在内的 16 家客户那里获得了近 250 份价值超过 10 亿美元的改装订单。 Connect Airlines 首席执行官约翰·托马斯 (John Thomas) 计划成为第一家使用 Universal Hydrogen 技术的美国航空公司，他表示，“这种伙伴关系为全球航空业提供了实现零排放运营的最快途径。”
Universal Hydrogen 不仅生产剃须刀，还销售刀片。
今天使用的几乎所有氢气都是在消费点产生的。这不仅是因为氢气很容易泄漏并会损坏传统的钢制容器，而且主要是因为它最有用的形式——致密液体——必须保持在绝对零以上 20 度的温度，通常需要昂贵的冷藏。
摩西湖测试中使用的液态氢来自商业“绿色氢”气体供应商——这意味着它是使用可再生能源制造的。今天生产的氢气中只有一小部分是通过这种方式制造的。
如果氢经济真的要在气候危机中有所作为，绿色氢必须变得更容易——也更便宜——来生产、储存和运输。
Eremenko 最初创立 Universal Hydrogen 是为了设计标准化的氢气模块，这些模块可以由标准的半挂卡车拖运，并简单地插入飞机或其他车辆中以供立即使用。目前的设计可以让氢气保持液态长达 100 小时，他经常将它们比作 Nespresso 咖啡机的便利性。 Universal Hydrogen 表示，它在未来十年内有超过 20 亿美元的燃料服务订单。
原型模块于 12 月进行了演示，该公司希望今年晚些时候在新墨西哥州阿尔伯克基为它们建造一个 630,000 平方英尺的制造工厂。这个近 4 亿美元的项目取决于之前未报告的 2 亿美元以上美国能源部贷款申请的成功。 Eremenko 说该申请已经通过了美国能源部尽职调查的第一阶段。
长长的跑道
一些专家怀疑氢能对航空排放产生有意义的影响。 Hydrogen Science Coalition的航空科学家 Bernard van Dijk 赞赏 Universal Hydrogen 模块的简单性，但指出即使是 NASA 也难以通过其火箭控制氢气泄漏。 “你仍然需要将罐子连接到飞机上。这一切如何才能安全？因为如果它泄漏并且有人点燃火柴，那将是灾难的根源，”他说。 “我认为他们也低估了新氢动力系统的整个认证过程。”
即使克服了这些障碍，也存在使用可再生电力制造足够绿色氢的问题，而价格是人们愿意参与的。 “如果你想让所有欧洲航班都使用氢气，你需要 89,000 个大型风力涡轮机来生产足够的氢气，”van Dijk 说。 “它们覆盖的面积大约是荷兰的两倍。”
但 Eremenko 仍然相信，借助拜登的《降低通货膨胀法案》中每公斤 3 美元的绿色氢补贴，Universal Hydrogen 及其合作伙伴可以使其发挥作用。 “在所有让我夜不能寐的事情中，”他说，“绿色氢的成本和可用性不是其中之一。”
Universal Hydrogen 搭载有史以来最大的氢燃料电池飞向空中作者： Kirsten Korosec最初发表于TechCrunch