Studenten van AeroDelft bouwen een waterstof vliegtuig

De forse drone Phoenix PT die het studententeam AeroDelft vrijdag presenteert is een mijlpaal en een statement. Het is de bedoeling dat de motorzwever met een spanwijdte van zes meter komende zomer vliegt op vloeibare waterstof – volgens de studenten van Aerodelft het enige serieuze CO₂-vrije alternatief voor de grote luchtvaart. Geen andere CO₂-vrije energiedrager (*) biedt een vergelijkbare energiedichtheid ( één kilogram voor zeven uur vliegen).

• Geef je op voor de online presentatie.

Voor structural engineer Karel Brans (masterstudent IO) is de Phoenix PT de bekroning van drie jaar werk. Destijds stelden studenten vast dat er niet veel schot zat in de verduurzaming van de luchtvaart. Als grote bedrijven er al aan werkten was dat achter gesloten deuren. Ze besloten een collectief te vormen om vergroening van de luchtvaart te versnellen. Ze namen een 1:3 model van een bestaand vliegtuig en voorzagen dat van elektrische aandrijving met vloeibare waterstof.

Het AeroDelft team groeide uit tot 44 studenten van divers pluimage afkomstig van TU Delft, Erasmus Universiteit, Universiteit van Utrecht, Inholland Delft, Haagse Hogeschool, VU en Willem de Kooning Academie. Ruim de helft studeert luchtvaart- en ruimtevaarttechniek, de rest volgt andere technische of managementstudies. Het team telt 17 nationaliteiten.

Teammanager Jan Willem van Zwieten (masterstudent IO) ziet wel voordelen in zo’n gemengd gezelschap: het dwingt techniekstudenten om de techniek beter uit te leggen, en de redenen waarom ze daarvoor kiezen. Dat is een extra leeraspect voor hen.

^{Render: Aerodelft}

Het toestel dat vrijdag getoond wordt, het Phoenix prototype, kan nog niet vliegen. Dat volgt komend voorjaar in stapjes. Voor de eerste vluchten wordt de elektrische aandrijving gevoed door batterijen. Daarna volgt een brandstofcel op waterstof onder druk. Pas als laatste zetten de studenten vloeibare waterstof in.

Vloeibare waterstof 
Vloeibare waterstof bestaat alleen bij een temperatuur van -253 graden Celsius of kouder. Daar staat tegenover dat de werkdruk laag is (1-4 bar). Het alternatief is waterstof onder hoge druk bewaren (300-500 bar). Het team koos voor vloeibare waterstof vanwege de hogere energiedichtheid, en de lichtere vacuüm tank – een geavanceerde thermosfles.

Maar daarmee haalden ze zich ook problemen op de hals. Vloeibaar waterstof moet opgewarmd voor gebruik in de brandstofcel. Waar komt die warmte vandaan en hoe voorkom je dat de toevoer plots bevriest?

Een gemakkelijke brandstof is het niet, waterstof. “Bedenk eens wat er gebeurt als je met een volgetankt waterstof vliegtuig staat te wachten op het gloeiende asfalt?” oppert Jan Willem. “Dan verdampt je brandstof terwijl je wacht.”

En waar blijft die verdampende waterstof? Boven in het vliegtuig. Er zal dus een goede ventilatie moeten komen om te voorkomen dat de concentratie waterstof daar hoog genoeg wordt voor ontbranding.

Obstakels zijn er nog volop op weg naar het vliegen op waterstof, maar team AeroDelft zet alvast een eerste stap. Na de drone op vloeibare waterstof is het volgende project het verduurzamen van een klein sportvliegtuigje. 

^{(*) Waterstof is zo CO₂-vrij als de manier waarop het wordt gemaakt. Voor 99 procent is dat uit methaan (grijze waterstof). Waterstof uit elektrolyse met groene stroom is CO₂-vrij, maar erg zeldzaam. Aerodelft concentreert zich op de waterstoftechnologie en maakt gebruik van de grijze waterstof die op de campus beschikbaar is.}

^{Presentatievideo AeroDelft}