Beyaz kağıt çizelgeleri, elektrikli havacılık endüstrisi kanatları vermek için Ar-Ge yolu

0
30

Kredi: CC0 Kamu Malı

ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Argonne Ulusal Laboratuvarı, DOE’nin Araç Teknolojileri Ofisi (VTO), Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) Glenn Araştırma Merkezi ve diğer uzmanlar, elektrikli havacılığı gerçeğe dönüştürmeyi amaçlıyor.

Havacılık dünyası, jet motorlarının, lityum iyon pillerin düşen maliyetleri ve performans iyileştirmeleri ile çalışan elektrik motorlarına geçişi ile son beş yılda büyüyen bir devrim gördü. Elektrikli tahrik, daha düşük yakıt ve bakım maliyetleri, azaltılmış gürültü ve hava kirliliği ve benzersiz uçak tasarımları gibi sayısız avantaj sunar.

Tahminler, Urban Air Mobility veya bazen Advanced Air Mobility olarak adlandırılan yeni bir havacılık hizmeti modunun 2030 yılına kadar 9 milyar dolarlık bir pazar olacağını ve 2041 yılına kadar 80 milyar dolarlık bir pazar olabileceğini gösteriyor.

Ama bu elektrikli geleceğe nasıl ulaşacağız? Argonne İşbirlikçi Enerji Depolama Bilimi Merkezi (ACCESS) tarafından hazırlanan ileriye dönük bir teknik inceleme, elektrikli tahrikin ticarileştirilmesini hızlandırmak için açık bir dizi pil gereksinimini ve araştırma ve geliştirme ihtiyaçlarını özetliyor – yakın vadede hava taksilerinden 737 sınıfı uçaklara kadar. Uzun dönem.

Beyaz kitap, Aralık 2019’da ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Argonne Ulusal Laboratuvarı’nda elektrikli havacılık pillerine yönelik benzersiz Ar-Ge ihtiyaçlarını anlamak için yapılan iki günlük bir toplantının sonucudur. DOE’nin Araç Teknolojileri Ofisi (VTO) ve Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) Glenn Araştırma Merkezi tarafından düzenlenen toplantıya uçak şirketleri, bileşen üreticileri, pil şirketleri, malzeme şirketleri, otomobil şirketleri ve akademik ve ulusal laboratuvardan yaklaşık 100 uzman katıldı. araştırmacılar.

Makale dört uçak konseptini araştırıyor: hava taksileri, 20 yolculu banliyö uçakları, 50 yolculu bölgesel jetler ve 150 yolculu, tek koridorlu 737 sınıfı uçaklar. Her kavram için, makale, DOE ve NASA’nın elektrikli havacılık pillerinde yeniliği teşvik etmeye yardımcı olabileceği bir araştırma alanını açıklamaktadır.

Hava taksi ve banliyö uçak pazarı için, kağıt, havacılık koşulları altında yeni nesil lityum-iyon kimyalarının (örneğin, silikon, gelişmiş katot, lityum-metal) değerlendirilmesi ve arıza modları ile güvenliğin incelenmesi çağrısında bulunuyor. Bölgesel jetler için makale, yeni tasarımları, üretim yaklaşımlarını ve yüksek sıcaklıkta çalışmayı keşfetmek için katı hal pillerinde Ar-Ge’nin artırılmasını tavsiye ediyor. Ve 737 sınıfı uçaklar için makale, şu anda Ar-Ge boru hattında olanların çok ötesinde, kükürt bazlı piller ve hidrojen taşıyıcılar dahil olmak üzere yüksek enerjili sistemlerin çalışılmasını önermektedir.

Beyaz kitabın baş yazarı ACCESS direktörü Venkat Srinivasan, “Önümüzdeki on yılda elektrikli uçuşu ticarileştirmek için dünya çapında bir yarış göreceğimiz açık” dedi. “Batarya ve havacılık topluluklarının bir araya gelmesi, kara taşımacılığının elektrifikasyonundan elde edilen derin bilgilerin uçaklara geçişi hızlandırabilmesini sağlamak için ortak bir dil oluşturulmasına yardımcı oldu.”

Elektrikli havacılığın etkinleştirilmesinde önemli bir rol oynayan elektrikli araç pilleri için halihazırda takip edilen yeniliklerle birlikte, elektrikli havacılık önümüzdeki beş ila 10 yıl içinde yükselmeye hazırlanıyor. Bununla birlikte, pillerin göreve özel kullanımına özel olarak odaklanmayı gerektiren iki uygulama arasında, havacılığa özgü misyonların sunduğu bazı avantajlardan yararlanırken, yönlendirdiği benzersiz gereksinimler arasında farklılıklar vardır. Uzun vadede, elektrikli havacılığın enerji yoğunluğu ihtiyaçları, mevcut DOE ve endüstri yatırımlarının hedeflerini çok aşıyor ve bu geleceği mümkün kılmak için en iyi yaklaşımlar etrafında stratejik düşünmeyi gerektiriyor.

NASA Araştırma ve Mühendislik Direktör Yardımcısı Ajay Misra, “Beyaz kitap bulguları, otomotiv sektöründeki mevcut yatırım seviyesinin ötesinde, elektrikli havacılığa özgü pil teknolojileri için devlet kurumları tarafından bir yatırım stratejisinin geliştirilmesi için bir çerçeve sağlıyor” dedi. Glenn Araştırma Merkezi.

Boeing, Airbus, Rolls, GE, United Technologies, Embraer, Bell ve diğerleri dahil olmak üzere havacılık şirketleri tarafından bir sonraki havacılık çağında önemli yatırımlar yapılıyor. Buna ek olarak, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki çok sayıda girişim, elektrikli havacılık alanındaki yeniliklere odaklandı. Buna, 2023 yılına kadar elektrifikasyonun temel ilkesi olarak uygun fiyatlı ortak uçuşlar sağlamayı hedefleyen Uber Elevate de dahildir. Ayrıca Daimler, Toyota, Hyundai ve Porsche gibi otomotiv şirketleri de havacılık girişimlerine dahil oluyor. Aslında Hyundai, 60 millik bir menzile sahip bir konsept hava mobilite aracı üzerinde Uber ile ortaktır.

DOE’nin Araç Teknolojileri Ofisi direktör vekili Dave Howell, “Elektrikli araçlar için kullanılan günümüzün Li-ion pillerinde bulunan maliyet, performans ve güvenlik kazanımları, büyük ölçüde DOE’nin son 10 yılda Ar-Ge odaklı araştırmalarından kaynaklanmaktadır” dedi. ​”Bu araştırmanın olgunluğu, çeşitliliği ve yenilikçiliği göz önüne alındığında, DOE, elektrikli uçakların enerji depolama ihtiyaçları için benzer bir başarının gerçekleşeceğine dair her türlü beklentiye sahiptir.”

Argonne, havacılığın elektrifikasyonunu sürdürmeye kararlıdır ve Aralık toplantısında endüstri liderlerini ortak hedeflere ulaşmalarına yardımcı olacak fikirleri paylaşmaya teşvik etti. Argonne, pil ve enerji depolama yenilikleriyle dolu bir geçmişe sahiptir. Laboratuar, otomobil endüstrisi için bir oyun değiştirici haline gelen lityum iyon pilde devrim yaratmaya yardımcı oldu, dedi Enerji ve Küresel Güvenlik müdürlüğü için laboratuvar direktör yardımcısı Suresh Sunderrajan

Sunderrajan Aralık toplantısında yaptığı açıklamada, “Elektrikli araçlar için araştırmalarımız devam edecek olsa da, öğrendiklerimizden yararlanıyor ve onları gökyüzüne taşıyoruz.” Dedi.

Yakın vadede, lityum iyon piller, piyasaya ilk giriş için kısa menzilli uçak konseptlerine uyarlanabilir. Pil performansı arttıkça ve gelişmiş kimyalar havacılığa özgü ihtiyaçlar için uyarlandıkça, elektrikli uçak pazarının sürekli elektrifikasyonu ve genişlemesi gerçekleşecektir. Ancak, büyük bölgesel ve 737 sınıfı uçakların elektrifikasyonu, yeni enerji depolama türleri gerektiriyor. Beyaz kağıda göre, önümüzdeki on yıl elektrikli uçuşu ticarileştirmek için küresel bir yarış görecek.

DOE ve NASA, bu değerlendirmenin gelecekteki bir oturumunu düzenlemeyi planlıyor. NASA, Ar-Ge’nin uçak pil ihtiyaçlarını daha iyi tanımlamasını sağlayacak araçları incelemeyi ve endüstri için standartların geliştirilmesini sağlamayı amaçlıyor. DOE, gelecekteki Federal Fırsat Duyurularına (FOA) ve ulusal laboratuvar finansmanı çağrılarına hava taşıtı gerekliliklerini dahil etmeyi planlamaktadır.

Ardından, DOE ve NASA, büyük uçaklar için elektrik tahrikini mümkün kılabilecek çok yüksek enerji yoğunluklu elektrokimyasal enerji depolama/dönüştürme yollarını belirlemek için bir beyin fırtınası oturumu düzenlemeyi düşüneceklerdir. Ve iki kurum ayrıca uçaklar için pil paketlerini standart hale getirmek ve hücre veya paket tedarik zincirini kolaylaştırmak için bir beyin fırtınası toplantısı düzenlemeyi planlıyor.

Beyaz kitap, “Amerika Birleşik Devletleri, önümüzdeki 100 yıllık havacılık için güç kaynağını icat etmek için piller, havacılık, tahrik ve sistem entegrasyonunda kritik bir uzmanlığa sahip.”

NASA yenilikleri ABD’nin sürdürülebilir havacılık hedeflerine ulaşmasına yardımcı olacak Daha fazla bilgi: Teknik inceleme: anl.app.box.com/s/xr1wk53shzhvu4w3l57j90t1mhkq01b5 Argonne Ulusal Laboratuvarı tarafından sağlanmıştır

Alıntı: Beyaz kağıt çizelgeleri, elektrikli havacılık endüstrisi kanatları vermek için Ar-Ge yolu (2021, 21 Eylül) 21 Eylül 2021’de https://techxplore.com/news/2021-09-white-paper-path-electric-aviation.html adresinden alınmıştır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz