Oui, et cela a été démontré il y a 30 ans sur le Tupolev 15 5 . Il s'agit / était une version à hydrogène du tri-jet russe Tu-154B. Un seul a été construit et a depuis été retiré après avoir démontré l'utilisation de l'hydrogène liquide lors de 5 vols expérimentaux. Au total, le Tu-155 a effectué environ 100 vols avec plusieurs carburants, dont de l'hydrogène et du gaz naturel liquéfié.

_{Tu-155 (haut), découpe (centre) et disposition (bas). Source: https://www.aviaru.net/pr/?id=11633}

L'hydrogène est en fait meilleur pour un moteur à réaction: il est gazeux à la normale température, il n'y a donc pas de délai pour que l'étape d'évaporation se produise comme c'est le cas pour les combustibles liquides avant que le mélange et la combustion ne puissent commencer. De plus, l'hydrogène brûle dans une grande variété de rapports de mélange avec l'oxygène, de sorte que les extinctions sont beaucoup moins probables, ce qui rend possible une chambre de combustion plus petite.

Les inconvénients, bien sûr, sont le stockage et la petite taille moléculaire de l'hydrogène. Il est très difficile à contenir et nécessite de gros volumes pour stocker une quantité donnée d'énergie chimique. Le stockage sous pression à 200 bars ne contient que 18 kg / m³ soit 45 fois moins que le kérosène. Avec 142 MJ / kg, l'hydrogène détient trois fois plus d'énergie chimique que le kérosène, mais alors l'efficacité volumétrique du kérosène est toujours un facteur 13,3 mieux.

Le stockage cryogénique permute la pression pour une basse température: inférieure à 33 K et au-dessus de 13 bars, l'hydrogène devient liquide et la densité de stockage augmente jusqu'à 30 kg / m³. Pourtant, le stockage cryogénique de l'hydrogène a besoin de 4 fois le volume de la même quantité d'énergie stockée que le kérosène, plus l'isolation et l'énergie pour le refroidir et le comprimer.

Utiliser de l'eau comme vecteur et la diviser à bord en hydrogène et oxygène est un jeu d'enfant. L ' électrolyse consomme de grandes quantités d'énergie électrique, donc au lieu de juste de l'eau, vous devez transporter de l'eau et des piles (grosses et lourdes). Si vous utilisez des batteries, vous feriez mieux d'utiliser simplement des moteurs électriques pour entraîner les turbines, ce serait plus léger qu'une installation d'électrolyse.

Le stockage de l'hydrogène pose le même problème que les batteries: les batteries stockent beaucoup moins d'énergie par kg, l'hydrogène stocke beaucoup moins d'énergie par m ³ que le carburéacteur.

L'hydrogène nécessite également des réservoirs lourds à haute pression.

Une meilleure alternative serait de convertir l'hydrogène et le monoxyde de carbone en carburant liquide au sol (en utilisant le processus Fischer-Tropsch) et de le brûler dans vos moteurs.

L'hydrogène fonctionne très bien sur les fusées. Cependant, "très bien" sur les fusées ne signifie pas que c'est pratique sur un avion.

La seule façon d'utiliser $ \ mathrm {H} _2 $ le stocke cryogéniquement . C'est parce que $ \ mathrm {H} _2 $ devient supercritique à $ - 240 \, {} ^ \ circ \ mathrm {C} $ , et peu importe à quel point vous le serrez au-delà de cette température, il refuserait de se liquéfier et resterait ainsi un fluide à faible densité numérique. Bien sûr, vous pouvez le stocker sous forme de fluide supercritique, mais cela nécessiterait un récipient sous pression incroyablement lourd.

Si vous acceptez de stocker $ \ mathrm {H} _2 $ cryogéniquement, alors jetez un œil à ceci. Selon vous, quelles sont vos chances de transporter tout ce matériel à bord d'un avion et d'avoir encore une charge utile utilisable?

Votre problème ne s'arrête pas là. Pour brûler $ \ mathrm {H} _2 $ comme carburant, vous devez le déplacer hors du réservoir et dans le moteur. Et pour ce faire, vous devez utiliser une sorte de pompe, et une pompe doit avoir des pièces mobiles qui sont immergées dans le liquide qu'elle est censée pomper. Et ici vient le problème: vous pompez un liquide qui bout à $ - 240 \, {} ^ \ circ \ mathrm {C} $ , et même la moindre imperfection de surface, la plus petite bavure, la plus petite marque d'usinage, les plus petites rainures et les auges à la surface de la pompe en mouvement immergée créent de minuscules vortex de surface, et ces tourbillons réchauffent le liquide $ \ mathrm {H} _2 $ près de la surface de la pièce afin qu'il bout, formant des bulles, qui fusionnent, se divisent et s'effondrent des milliers de fois par seconde, et les impulsions de pression minuscules envoyées par ces événements ont un impact sur les pièces mobiles déjà extrêmement froides donc fragiles de votre pompe, l'écaillant presque instantanément, et après l'écaillage du une pompe endommagée agitera tout le flux de liquide $ \ mathrm {H} _2 $ à ébullition violente et se soufflera.

Liquide $ \ mathrm {H} _2 $ est le plus diffi carburant culte à manipuler, et même les fusées s'en éloignent autant que possible. C'est une chose de l'utiliser sur quelque chose qui ne dure que quelques centaines de secondes, une autre sur quelque chose qui dure des dizaines de milliers d'heures.

EDIT: j'ai presque oublié. L'hydrogène, sa molécule étant si petite , se diffuse comme un fou, même au sein des objets «solides» à l'œil nu comme l'acier, le titane, le cuivre et l'aluminium. Ainsi, toutes les pièces métalliques sont inévitablement imprégnées d'hydrogène à l'usage et forment des hydrures avec lui, ce qui entraîne une diminution de sa résistance. Alors bonne chance avec tout le système de carburant! L'avion entier sera une véritable bombe à retardement.

L'hydrogène fonctionne très bien comme carburant pour turbine, et ce, dans les turbopompes de lancement spatial. Pour atteindre le plein rendement, la puissance et la durée de vie du moteur à l'hydrogène, il faudra bien sûr modifier un moteur préexistant.

Du côté environnemental, le H2 brûle normalement plus chaud que les hydrocarbures, qui produisent plus de N2O, mais la combustion les températures peuvent être régulées et doivent correspondre aux spécifications de durée de vie de la turbine.

Le stockage est le problème. Tous les générateurs basés sur le stockage de l'hydrogène dans des liquides / solides à température ambiante partagent le problème des rapports net: tare considérablement plus mauvais que les réservoirs d'hydrogène liquide. LH2 ajoute des coûts et de la maintenance avec la cryogénie et est toujours en deçà de la densité énergétique des hydrocarbures.

Vous ne pouvez pas obtenir d'énergie nette en extrayant H2 de l'eau, car cela consomme toute la même énergie que H2 produit en combustion , plus les pertes. L'énergie ne peut pas être créée, seulement convertie. Pour que la chaleur soit créée pour entraîner le moteur, il faut perdre de l'énergie ailleurs. Dans ce cas, il est perdu en joignant deux produits chimiques, qui stockent l'énergie potentielle (combustibilité) dans leur état de séparation.

Si vous aviez une source d'énergie différente (en fait un convertisseur d'énergie) à bord, par ex. nucléaire, vous pouvez utiliser sa puissance pour propulser l'avion sans avoir besoin de combustion.

Votre plan n'est pas de stocker l'hydrogène, mais de générer de l'hydrogène en vol.

Le problème est que générer de l'hydrogène en vol est encore plus gênant que de le stocker. Les composants chimiques que vous combinez pour fabriquer de l'hydrogène sont beaucoup, beaucoup plus lourds que l'hydrogène lui-même (ce n'est pas une surprise puisque l'hydrogène est de loin l'atome le plus léger) ... et à la fois plus lourds et plus chers que le même. énergie hors du carburant pétrolier.

De plus, de retour au sol, vous auriez besoin de dépenser de l'énergie pour créer les composants chimiques (pour les "recharger"), il faudrait de l'électricité ou de la chaleur, ce qui nécessiterait de brûler autres carburant, en raison de l'efficacité, beaucoup plus de carburant que l'avion ne peut en exploiter.

Si la motivation des pouvoirs publics est de réduire le carburant dépensé par les avions, le moyen le plus écologique de le faire est la grande vitesse efficace -Systèmes de rails. Le centre-ville de Londres au centre-ville de Paris est tellement empilé en faveur du rail que je ne peux pas croire qu'il y ait des vols aériens. Le train à grande vitesse est directement alimenté par l'électricité, tirant le meilleur parti des sources électriques vertes telles que le vent ou le solaire.

Il se peut que l'hydrogène comprimé soit excellent pour les structures fixes où le volume de stockage n'est pas aussi important. Les transports comme les camions ou les avions privilégient davantage une densité d'énergie plus élevée, ou les carburants liquides. Les applications exotiques en fusée favorisent l'impulsion spécifique plus élevée par gramme d'hydrogène par rapport à l'hydrocarbure (plus de liaisons à oxyder par unité de poids).

Étonnamment, la conversion de l'eau en hydrogène peut faciliter le transport de l'eau sur de longues distances en tant que gaz convertible plutôt que par pompage et / ou construction de canaux à forte consommation d'énergie. Un pipeline d'hydrogène de 5 psi traversera n'importe quelle chaîne de montagnes et, à sa destination, fournira à la fois du combustible pour le chauffage / l'électricité et un gallon d'eau pour chaque livre d'hydrogène brûlé.

Cependant, des problèmes de volume et extrêmement un point d'ébullition bas peut limiter ses applications pour le transport à grande échelle. Le gaz naturel liquide peut être un meilleur pari.

En utilisant un générateur qui convertit l'eau en hydrogène gazeux, nous pouvons simplement utiliser l'eau comme principale source de carburant, ce qui est plus rentable?

NON!

La division de l'eau en hydrogène et oxygène, effectuée avec une efficacité de 100%, consomme exactement autant d'énergie que vous récupérez en brûlant cet hydrogène dans l'oxygène, à 100% d'efficacité. D'où tirez-vous toute cette énergie pour diviser l'eau? Votre avion serait plus léger si vous utilisiez simplement cette source d'énergie directement pour propulser l'avion et ne perdiez pas de temps à convertir l'eau en hydrogène et en oxygène et à nouveau en eau.

En réalité, vous n'en avez pas 100 % d'efficacité, de sorte que l'équipement eau-hydrogène et oxygène-eau n'est pas seulement un poids mort: c'est le poids qui utilise activement une partie de votre énergie.

Google "rapport final cryoplane" ou simplement cryoplane pour une réponse complète. Les chemises à réaction utilisant de l'hydrogène cryogénique sont réalisables mais ne seront pas bon marché à moins que l'hydrogène ne devienne très bon marché. Cela pourrait le faire, car les sources d'énergie renouvelables comme le vent et le solaire pourraient générer de l'hydrogène par électrolyse lorsque leur production d'électricité est supérieure à la demande de temps.

Je suppose que le premier avion volant avec une turbine, le Heinkel-178, avec la turbine de Hans Joachim Pabst von Ohain, brevet US2256198, a déclaré l'inventeur M Hahn, a fait tester le moteur à réaction avec de l'hydrogène comme carburant, le problème avec l'hydrogène peut être le stockage. www.SAE.org a des documents sur l'hydrogène en tant que carburant automobile, il n'est pas nécessaire d'être membre pour acheter.

Je me demandais la même chose. Voici mon idée. Avant le vol, utilisez l'électrolyse pour extraire beaucoup d'hydrogène de l'eau. Ensuite, compressez l'hydrogène dans un récipient plus petit car c'est un gaz pour que vous puissiez le faire. Utilisez-le comme carburant pour le moteur au lieu de l'eau, et utilisez plutôt l'oxygène de l'air pour le combiner avec l'hydrogène.

Donc, votre moteur aspirerait de l'air, le combiner avec de l'hydrogène, utiliser un un peu d'électricité pour l'allumer avec une étincelle ou quelque chose du genre, puis tirez dessus à l'arrière du moteur.

De plus, je n'ai jamais rien fait avec les moteurs à réaction, donc je ne sais pas si cela fonctionnerait.