Uma turbina a hidrogênio que usa ondas de detonação controladas em vez de um compressor mecânico gerou eletricidade por mais de cinco minutos, um recorde que supera o melhor da NASA por quase um minuto. O teste, realizado no Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT), na Alemanha, durou 303 segundos, superando a marca anterior de 250 segundos da NASA. É um passo em direção a sistemas de energia mais limpos que um dia poderão tornar os motores de aeronaves mais leves e eficientes.
Um recorde que quase derreteu
Tentativas anteriores desse tipo de turbina duraram apenas frações de segundo. As câmaras de combustão superaqueciam e derretiam. A equipe do KIT resolveu esse problema por tempo suficiente para manter o queimador funcionando por mais de cinco minutos. O professor Daniel Banuti, diretor do Instituto de Tecnologia de Energia Térmica e Segurança, chamou isso de um passo importante para a energia de hidrogênio altamente eficiente em um sistema livre de fósseis.
O segredo é a combustão por ganho de pressão. Em uma turbina a gás convencional, um compressor mecânico aumenta a pressão do ar antes da combustão, e esse processo consome cerca de metade da potência da turbina. O design do KIT cria pressão dentro da câmara de combustão usando ondas de detonação, que se formam por meio de uma instabilidade mecânica de fluidos envolvendo padrões de ondas e vórtices nos gases em fluxo. Sem compressor, há menos perda de energia e menos peças móveis.
Por que o hidrogênio combina com o design
A turbina pode funcionar com outros combustíveis, mas o hidrogênio é uma combinação natural. Ele reage rapidamente e produz aumentos estáveis de pressão. Isso torna possível construir turbinas mais leves, baratas e eficientes. A equipe já fez história no início deste ano ao gerar eletricidade com uma turbina de hidrogênio sem compressor pela primeira vez.
Conectar a câmara de combustão a uma turbina e converter a combustão intensa em eletricidade foi um desafio separado. As reações rápidas e poderosas tiveram que ser aproveitadas sem danificar o equipamento. A execução bem-sucedida de 303 segundos mostra que o conceito pode funcionar além de um flash breve.
O que isso significa para energia e voo
Os pesquisadores veem dois usos principais para essa tecnologia: geração de eletricidade e, no longo prazo, aviação. O hidrogênio pode ser produzido a partir de fontes renováveis, ao contrário do gás natural. Uma turbina que não desperdiça metade de sua energia na compressão pode tornar a energia limpa mais prática. O recorde é curto, mas prova o princípio. Execuções mais longas exigirão mais trabalho em resistência ao calor e durabilidade, mas o caminho agora está visível.
