Ridurre l’impatto ambientale del settore aereo sviluppando tecnologie basate sull’utilizzo di idrogeno liquido come carburante. È quanto si propone di realizzare il progetto europeo HASTA, finanziato con oltre 3 milioni di euro dal programma Horizon Europe, che coinvolge un consorzio di 15 partner provenienti da 8 Paesi (7 europei e il Sudafrica), tra cui Airbus, Ariane Group e, per l’Italia, ENEA, Cnr, Sapienza Università di Roma e Università degli Studi Niccolò Cusano.

“L’idrogeno liquido potrebbe giocare un ruolo chiave nel futuro dell’aviazione, consentendo agli aerei di utilizzarlo come carburante per la propulsione ed emettendo in atmosfera vapore acqueo riducendo così l’impatto ambientale del settore”, spiega Antonio Agresta, ingegnere aerospaziale del Laboratorio Idrogeno e nuovi vettori energetici del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabile, referente ENEA del progetto.

Nei prossimi tre anni, il gruppo di ricerca studierà lo stoccaggio dell’idrogeno liquido per il suo utilizzo nell’aviazione civile e svilupperà un innovativo serbatoio in grado di contenerlo in sicurezza. L’idrogeno liquido è infatti uno dei candidati a sostituire il cherosene nei futuri aerei a zero emissioni. “Uno degli aspetti più complessi è la gestione del fenomeno dello sloshing, ovvero il movimento del liquido all’interno del serbatoio, durante il volo. Le sollecitazioni dell’aereo possono generare miscelazioni termiche tra le fasi liquida e gassosa, causando variazioni rapide della pressione nel serbatoio”, sottolinea il ricercatore ENEA. “Si tratta di un aspetto di termo-fluidodinamica molto complesso, di cui si occuperà ENEA con simulazioni al supercomputer per studiare l’interazione del fluido con il serbatoio.”, aggiunge Agresta.

Per affrontare la sfida, il progetto HASTA svilupperà un modello digitale sperimentale di un serbatoio di idrogeno liquido per aeromobili, capace di simulare le variazioni di pressione e di temperatura al suo interno, che rappresenta il primo passo verso la creazione del gemello digitale del serbatoio e, successivamente, di un prototipo sicuro ed efficiente, pronto a ospitare il nuovo carburante finora impiegato solo nel settore spaziale.

Per consentire quantità maggiori di idrogeno in spazi ridotti - un aspetto cruciale per l’aviazione sostenibile - l'idrogeno deve essere raffreddato a bassissime temperature (-252,87 °C), in modo da renderlo molto più denso rispetto alla sua forma gassosa.

“L’utilizzo dell’idrogeno offre il grande vantaggio di non produrre emissioni di CO2, poiché il principale prodotto della combustione è il vapore acqueo (H2O). Tuttavia, la sua gestione e conservazione rappresentano una sfida significativa in termini di materiali e geometrie dei serbatoi per il suo stoccaggio poiché richiedono il mantenimento di temperature criogeniche estreme e il controllo dei fenomeni di sloshing durante il trasporto e il volo”, conclude il ricercatore di ENEA.