Một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở tại bang Florida (Mỹ) tuyên bố đã hoàn thành chuyến bay có người lái đầu tiên trên thế giới sử dụng pin thể rắn cho máy bay điện, đánh dấu một cột mốc được đánh giá là có thể thay đổi tương lai của ngành hàng không phát thải thấp.
Ngày 5/6, ông Miguel Iturmendi – nhà sáng lập kiêm phi công thử nghiệm trưởng của Helios Horizon – đã thực hiện một loạt chuyến bay ngắn tại sân bay đô thị Zephyrhills ở miền Trung bang Florida trên chiếc tàu lượn có động cơ Pipistrel Taurus được cải tiến và đổi tên thành Helios Horizon.
Trước đó, máy bay sử dụng bộ pin lithium-ion có mật độ năng lượng khoảng 260 Wh/kg. Sau quá trình nâng cấp, hệ thống được thay thế bằng pin thể rắn với mật độ năng lượng đạt 410 Wh/kg.
Theo Helios Horizon, các tế bào pin mới có kích thước nhỏ hơn các bộ pin lithium-ion thường được sử dụng trên xe điện hiện đại nhưng lại cung cấp mật độ năng lượng cao hơn từ 60% đến 80%.
Chuyến bay đầu tiên với pin thể rắn
Pin thể rắn được xem là một trong những công nghệ lưu trữ năng lượng được kỳ vọng nhất hiện nay. Khác với pin lithium-ion truyền thống sử dụng chất điện phân dạng lỏng dễ cháy, pin thể rắn sử dụng vật liệu điện phân rắn.
Thiết kế này giúp tăng đáng kể độ ổn định nhiệt, giảm nguy cơ cháy nổ và nâng cao khả năng chống chịu khi bị va đập hoặc xuyên thủng.
Theo Helios Horizon, hệ thống pin của họ có thể sạc bằng nguồn điện xoay chiều thông thường mà không cần hạ tầng sạc chuyên dụng.
Trong quá trình bay, máy bay còn có thể bổ sung năng lượng nhờ các tấm pin mặt trời tích hợp trên thân. Ngoài ra, trong những giai đoạn không sử dụng động cơ, cánh quạt có thể hoạt động như một tua-bin gió nhỏ để thu hồi năng lượng.
Tổ chức này cho biết bộ pin thể rắn hiện tại có khả năng sạc từ gần cạn lên 80% dung lượng trong chưa đầy 15 phút. Nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu tiếp tục nâng mật độ năng lượng thêm khoảng 40% trong vòng 2 năm tới.
“Lần đầu tiên, chúng ta có một công nghệ pin vừa mang lại tầm hoạt động và tốc độ sạc cần thiết để ngành hàng không điện trở nên khả thi về mặt thương mại, vừa đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn mà hành khách sẽ yêu cầu,” ông Iturmendi cho biết.
Ông cũng nhấn mạnh rằng các kỹ thuật thu hồi năng lượng như lượn không động cơ hoặc để cánh quạt quay tự do trong quá trình hạ độ cao có thể giúp gia tăng đáng kể tầm bay của máy bay.
Theo tạp chí Robb Report, mục tiêu chính của các chuyến bay ngày 5/6 là xác nhận lại các thông số về trọng lượng và cân bằng sau khi lắp đặt hệ thống pin mới.
Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống điện hoạt động ổn định và hiệu quả hơn dự kiến trong quá trình vận hành liên tục, dù Helios Horizon chưa công bố cụ thể tốc độ tối đa hay quãng đường bay đạt được.
Tham vọng đưa máy bay điện lên tầng bình lưu
Trước đó, Helios Horizon từng lập kỷ lục độ cao trong phân khúc của mình khi đạt mốc 24.000 feet (hơn 7.300 mét).
Nhóm phát triển hiện đặt mục tiêu thực hiện các chuyến bay lên tầng bình lưu vào cuối năm nay với độ cao trên 40.000 feet (khoảng 12.200 mét), vượt cả độ cao hành trình của nhiều máy bay chở khách thương mại hiện nay.
Ông Iturmendi tin rằng công nghệ pin thể rắn sẽ cho phép những nhiệm vụ như vậy được thực hiện chỉ với một lần sạc.
Ở giai đoạn hiện tại, Helios Horizon chủ yếu đóng vai trò là nền tảng trình diễn công nghệ nhằm chứng minh tiềm năng cải thiện tầm hoạt động và thời gian bay của hệ thống động cơ điện.
Dù chưa hướng tới thương mại hóa ngay lập tức, dự án được xem là minh chứng cho những tiến bộ quan trọng trong việc giải quyết hai rào cản lớn nhất của hàng không điện hiện nay: khả năng lưu trữ năng lượng và độ an toàn của pin.
Thành tựu này xuất hiện trong bối cảnh ngành hàng không toàn cầu đang đẩy mạnh nghiên cứu các hệ thống động cơ điện và hybrid nhằm giảm phát thải carbon.
Trong nhiều năm qua, pin thể rắn luôn được coi là “chén thánh” của ngành lưu trữ năng lượng nhờ khả năng cung cấp hiệu suất cao hơn, trọng lượng nhẹ hơn và độ an toàn vượt trội so với các công nghệ pin hiện hành.
Chuyến bay thử nghiệm của Helios Horizon được đánh giá là một bước tiến đáng chú ý trong nỗ lực đưa công nghệ pin thể rắn từ phòng thí nghiệm ra môi trường vận hành thực tế trên máy bay có người lái.
Theo IE
