Oricine se aşteaptă să audă huruitul motorului la decolarea unui motoplanor "Antares DLR-H2" va avea o mare surprinză: aparatul de zbor se înalţă aproape fără zgomot de la sol. Şi mai mult, nici nu se simte miros de combustibil. Antares este primul aparat de zbor cu personal la bord, alimentat exclusiv cu hidrogen (H2). Alimentarea pe bază de hidrogen este posibilă datorită sistemului de pile de combustie amplasat în rezervoarele de sub aripi. Tot aici se generează electricitatea pentru dispozitivele electronice de la bord şi pentru motorul electric. În centrul sistemului se află un ansamblu membrană-electrod, prescurtat MEA, proiectat de Divizia de Dezvoltare a Pilelor de Combustie BASF. În MEA, energia chimică generată de reacţia dintre oxigen şi hidrogen este transformată direct în electricitate şi căldură.

Antares DLR-H2 a fost construit de Centrul Aerospaţial German (DLR) şi compania Lange Aviation pentru a testa potenţialul pilei de combustie în cazul aplicaţiilor aeronautice.

"BASF ia parte la acest program pilot pentru a promova o tehnologie inovatoare în sectorul energiei, care se va dezvolta foarte mult în viitorul apropiat, şi nu doar la bordul unui aparat de zbor", precizează Dr. Carsten Henschel de la BASF.

"În vremurile noastre în care resursele de energie sunt tot mai limitate, pila de combustie poate să asigure rezervele necesare, întrucât hidrogenul poate fi obţinut dintr-o varietate de surse: energie eoliană, solară, gaz natural sau motorină. În plus, este mult mai eficient decât tehnologiile convenţionale din sectorul energiei, şi singurul gaz pe care îl emite sunt vaporii de apă."

Provocarea pe care o întâmpină proiectanţii în acest moment este să menţină sistemul de pile de combustie cât mai redus în dimensiune şi greutate pentru aplicaţiile practice. Cheia succesului este reducerea pe cât de mult posibil a numărului de componente. Sistemele de pile de combustie convenţionale funcţionează la maximum 80 grade Celsius. Pentru a funcţiona în avioane, atât la sol cât şi la altitudini mari, acestea au nevoie de un număr mare de unităţi auxiliare şi de un sistem de control complex. Ansamblul membrană-electrod dezvoltat de BASF deschide acum noi orizonturi pentru integratorii de sistem, întrucât încorporează prima membrană pentru pile de combustie din lume, disponibilă pe piaţă, care permite temperaturi de funcţionare de până la 180 grade Celsius. Pilele de combustie echipate cu acest material pot fi răcite cu aer şi nu este nevoie să fie umezite cu apă, eliminând nevoia de umezitori de aer, pompe pentru apă, rezervoare, supape sau sisteme de curăţare. Sistemele inovatoare BASF sunt comercializate sub brand-ul Celtec®.

Eficienţa remarcabilă a membranei Celtec® nu este evidentă la prima vedere: dreptungiul subţire,, de dimensiunea unei palme, arată ca oricare peliculă de plastic convenţională. Cu toate acestea, "datorită membranei Celtec®, sistemele de pile de combustie necesită acum cu până la o treime mai puţine componente, ceea ce reduce costurile cu până la 40%. Rezistenţă la temperaturi foarte ridicate a membranei a făcut din pila de combustie un produs comercial foarte atractiv," explică specialistul Henschel de la BASF.

Cererea pentru produsele Celtec® este deja însemnată: pe lângă fabrica BASF din Frankfurt, o nouă uzină va începe producţia în această vară în Somerset (New Jersey), USA. Aproape 150 de companii şi instituţii se bazează pe Celtec®, iar numărul lor este în creştere pe măsură ce tehnologia se apropie de momentul lansării pe piaţă.  

Pilele de combustie rezistente la temperaturi ridicate vor putea fi utilizate în curând la aplicaţiile portabile din turism, pentru furnizarea de electricitate şi căldură în casele oamenilor şi – în viitorul îndepărtat – în maşini. Tehnologia prezintă un interes puternic şi pentru industria electronicelor, care vrea să folosească pila de combustie pentru a creşte ciclul de viaţă al telefoanelor mobile, echipamentelor de radio şi laptop-urilor cu până la cinci ori mai mult.

Ca o pilă de combustie să producă suficientă electricitate pentru aplicaţii practice, cum ar fi alimentarea motoplanorului Antares, mai multe pile sunt combinate să formeze un pachet de pile de combustie. Special pentru Antares, compania daneză Serenergy a creat un sistem deosebit de uşor, răcit cu aer, format din sute de pile cu membrane Celtec®. Astfel, pila de combustie face posibilă decolarea aparatului de zbor Antares.

"Ca urmare a testelor de zbor efectuate pe Antares, intenţionăm să instalăm pila de combustie într-un Airbus A320, unde va putea fi optimizată pentru folosire la bordul unei aeronave mari, pentru a face rezervele de electricitate de la bord mai eficiente pe viitor," explică Dr. Josef Kallo de la DLR din Stuttgart. Instalată într-o aeronavă de dimensiuni mari, pila de combustie poate avea utilităţi multiple: nu va contribui doar la asigurarea rezervel     or de energie prin electricitatea generată, produsele auxiliare de căldură şi apă vor servi ca "anticongelant" pentru aripi şi ca rezervă pentru toaletă. Seriile de teste DLR cu Antares sunt programate să fie finalizate în 2010 şi atunci pila de combustie va decola pentru prima dată într-un "A320 ATRA" al DLR.

Istoria pilei de combustie începe în 1838 în laboratorul chimistului cu dublă naţionalitate franceză-elveţiană, Christian Friedrich Schönbein, şi al fizicianului galez, William Robert Grove.