2023년으로 접어들면서 항공 협회에서 정부 간 기구에 이르기까지 항공 산업의 모든 사람들은 친환경 비행을 위해 최선을 다하고 있습니다. 예를 들어, 국제민간항공기구(ICAO)¹와 국제항공운송협회(IATA)²는 2050년까지 모든 제트 연료를 지속 가능한 대안으로 대체하여 비행기에서 발생하는 지구 온난화 가스 배출량을 획기적으로 줄이겠다는 야심찬 목표에 동의했습니다.

2050년까지 탄소 중립을 위한 노력이 본격화됨에 따라 지속 가능한 항공 연료에 대한 모멘텀이 구축되고 있습니다. 수소는 대기로 방출되는 이산화탄소 (CO2)를 줄이기위한 탐구의 핵심 경쟁자로 부상하고 있습니다. 미국에 본사를 둔 스타트업 제로아비아 4(ZeroAvia⁴)는 올해 19석 규모의 도르니에 228 수소연료전지 구동 항공기의 시험 비행을 시작할 예정이다. 몇몇 대형 항공기 제조업체는 수소 동력 비행기에 대해 진지하게 생각하고 있으며 대형 상업용 항공기는 2030 년에 시장에 진입하여 2050 년까지 확장 될 것으로 예상됩니다⁵.

완벽한 세상에서 항공기는 오늘날 사용되는 기존의 Jet A 연료 대신 단순히 수소로 연료를 공급받을 것입니다. 불행한 현실은 이 차세대 무배출 연료를 생산, 저장 및 운송하는 데 고유한 문제가 있다는 것입니다. 인간에게 알려진 가장 작고 가벼운 분자가 제시하는 가장 큰 도전 과제 중 일부는 다음과 같습니다.

침투

수소는 매우 가벼운 저밀도 가스이며 모든 유형의 폴리머 재료에 침투하여 밀봉 문제와 금속 취성을 유발할 수 있습니다. 압력과 온도 수준에 따라 Greene, Tweed는 고성능 FKM 또는 MSE®(메탈 스프링 에너자이징드) PTFE 립 씰로 만든 Fusion® 938 O링을 권장합니다. Fusion® 938은 수소 노출에 대한 탁월한 내성을 제공합니다. 저온에서의 투과 문제의 경우 Fusion® 665 O-링(FKM) 또는 MSE® 립 씰을 선택할 수 있습니다.

매끄러움

수소 분자의 낮은 윤활성은 밸브 및 압축기와 같은 장비에서 과도한 마모 및 마찰 문제를 일으키는 문제입니다. 이러한 문제를 극복하기 위해 Greene, Tweed는 고유한 드라이 러닝 특성을 가진 PFA 복합재인 WR® 600과 시장에서 사용할 수 있는 유일한 가교 PEEK인 Arlon 3000XT®를 제공합니다.

과도한 무게

수소의 에너지 밀도(부피 기준)가 제트 연료보다 약 3배 낮기 때문에 제트 연료와 동일한 양의 에너지를 수소로 운반하려면 저장소 크기를 크게 늘려야 합니다. 따라서 수소 항공기를 위한 경량 솔루션을 제공하는 것이 훨씬 더 중요합니다. Greene Tweed의 열가소성 복합재 솔루션인 Xycomp®는 이미 항공우주 산업에서 금속 대체품으로 광범위하게 사용되고 있습니다.

우리는 여러 독립 실험실에서 재료를 적극적으로 테스트하고 있으며 지금까지의 결과는 우리의 재료와 솔루션이 수소 인프라를 지원하고 강화할 준비가 되었음을 보여줍니다.

수소가 탈탄소화를 위한 유망한 경로가 될 모든 징후를 보이고 있으므로 수소가 제시하는 문제를 해결할 수 있도록 장비를 준비해야 할 때입니다.

¹ 국가, 국제선 운항을 위해 넷제로 2050 글로벌 목표 채택

² 2050년까지 넷제로를 달성하겠다는 약속

³ 수소의 미래

⁴ ZeroAvia, 수소 전기 테스트 비행의 다음 단계를 위한 CAA 승인 획득

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