Supergeleidende motor belooft lichtere waterstofvliegtuigen, maar twijfel blijft

Vliegtuigmotoren op waterstof moeten extreem licht zijn, want elke kilo extra gewicht gaat af van het aantal passagiers of de vliegafstand. Het Britse bedrijf HyFlux denkt die uitdaging te kunnen oplossen met een volledig supergeleidende elektromotor. Supergeleiding maakt het mogelijk om veel meer elektrische stroom door een draad te sturen zonder weerstand, wat in theorie motoren met een extreem hoog specifiek vermogen mogelijk maakt: meer dan 20 kilowatt per kilogram, terwijl het Amerikaanse ruimtevaartagentschap NASA met een vergelijkbaar maar deels supergeleidend ontwerp op 16 kilowatt per kilogram uitkomt.

Het slimme van HyFlux' aanpak is dat een waterstofvliegtuig de kou al aan boord heeft. Vloeibare waterstof moet namelijk worden bewaard bij bijna -253 graden Celsius. Die extreme kou kan direct worden gebruikt om de motor supergeleidend te maken, zonder dat er een apart koelsysteem nodig is. Dat klinkt elegant, maar roept ook meteen vragen op: hoeveel extra gewicht komt er bij zodra de motor wordt ingebouwd in een compleet, vluchtklaar aandrijfsysteem? En is er al een multi-megawattversie getest, of bestaat het bewijs vooralsnog alleen uit kleinere proefopstellingen van 100 kilowatt?

Het echte knelpunt: het vliegtuig, niet de motor

Volgens techniekanalist Michael Barnard van TFIE Strategy, die het bedrijf doorlichtte, is de motor maar de helft van het verhaal. HyFlux doet eigenlijk twee weddenschappen tegelijk. De eerste is dat de motor zijn gewichtsvoordeel behoudt zodra alle bijkomende apparatuur is meegerekend. De tweede, veel grotere weddenschap is dat er ooit genoeg waterstofvliegtuigen in de lucht komen om die motor te verkopen. Vliegtuigen op waterstofaandrijving hebben immers niet alleen een nieuwe motor nodig, maar ook volledig nieuwe, goed geïsoleerde brandstoftanks, een andere gewichtsverdeling in de romp en luchthavens die grote hoeveelheden vloeibare waterstof veilig kunnen leveren. Dat laatste is geen kleine aanpassing: voor een luchthaven betekent het de overstap van een gespecialiseerde industriële gasmarkt naar complete nieuwe energie-infrastructuur.

Concurrentie van batterijen en biobrandstof

Ondertussen staat waterstof niet alleen. Batterij-elektrische vliegtuigen winnen langzaam terrein op kortere afstanden, hybride aandrijvingen vullen dat aan, en gewone straalmotoren kunnen overweg met duurzame vloeibare brandstoffen zonder dat luchthavens hun hele tankinfrastructuur moeten vervangen. Barnard schat de kans dat waterstofpassagiersvliegtuigen vóór 2050 een substantieel deel van de luchtvaart uitmaken op minder dan 1 procent. Een betere motor helpt wel, omdat minder motorgewicht ruimte geeft aan extra brandstof of passagiers, maar lost het fundamentele probleem niet op: waterstof neemt nu eenmaal veel volume in, vereist zware beschermde tanks en een compleet nieuwe brandstofketen. HyFlux kan dus een uitstekende motor bouwen terwijl de markt voor waterstofvliegtuigen simpelweg te klein blijft om die motor nuttig te maken.