Ende 2023 starteten die ZEROe-Teams den Iron Pod, das zukünftige Wasserstoffantriebssystem, das für das elektrische Konzeptflugzeug von Airbus entwickelt wurde. Neben dem Wasserstoff-Brennstoffzellensystem enthält der Iron Pod die Elektromotoren, die zum Drehen eines Propellers erforderlich sind, sowie die Einheiten, die sie steuern und kühl halten. Sein erfolgreicher Start mit 1,2 Megawatt ist ein entscheidender Schritt auf der ZEROe-Roadmap von Airbus, bis 2035 ein Flugzeug mit Wasserstoffantrieb in Dienst zu stellen.
Im Jahr 2020 stellte Airbus der Öffentlichkeit vier wasserstoffbetriebene Flugzeugkonzepte vor. Drei nutzten Wasserstoffverbrennungs- und Hybridmotoren für den Antrieb, und der vierte war vollständig elektrisch und nutzte Wasserstoff-Brennstoffzellen sowie ein Propellerantriebssystem. Diese Brennstoffzellen funktionieren, indem sie den Wasserstoff durch eine chemische Reaktion in Elektrizität umwandeln. Das Nebenprodukt der Reaktion ist einfaches H2O.
Airbus ist von dem großen Potenzial der Wasserstoff-Brennstoffzellen für die Dekarbonisierung der Luftfahrt überzeugt und sieht darin eine der Schlüsseltechnologien. Für die weitere Erforschung des ZEROe-Demonstrators gab es eine Herausforderung: Obwohl es zu Beginn des Projekts bereits Wasserstoff-Brennstoffzellen auf dem Markt gab, lieferte keine von ihnen die für den Antrieb eines Flugzeugs erforderliche Energie bei gleichzeitig akzeptablem Gewicht. Deshalb gründete Airbus im Oktober 2020 Aerostack, ein Joint Venture mit ElringKlinger, um Wasserstoff-Brennstoffzellenstacks zu entwickeln, die das Herzstück des elektrischen Antriebssystems eines ZEROe-Flugzeugs bilden würden.
Größtes Testzentrum Europas
Umfangreiche Tests des Brennstoffzellensystems fanden im E-Aircraft System House (EAS) in Ottobrunn, nur 13 Kilometer von München entfernt statt. Diese Airbus-Anlage ist das größte Testzentrum für alternative Antriebssysteme und Kraftstoffe in Europa. Hier werden die Hauptkomponenten des Antriebssystems getestet, das die Propeller des Demonstrators antreiben werden.
Im Juni 2023 gab Airbus die erfolgreiche Testreihe des Wasserstoff-Brennstoffzellensystems bekannt, das seine volle Leistung von 1,2 Megawatt erreicht hatte. Es waren Tests mit der leistungsstärksten Brennstoffzelle, die jemals für Großflugzeuge konzipiert wurde. Dies bildet den Grundstein für den nächsten Schritt des Projekts: die Integration des vollständigen Antriebssystems in den Elektromotor.
Höhepunkt für das ZEROe-Team
Nachdem die Tests des Brennstoffzellensystems mit 1,2 Megawatt im Juni und des Antriebsstrangs mit 1 Megawatt im Oktober erfolgreich abgeschlossen worden waren, wurden die Elektromotoren des Iron Pods erstmals mit den Wasserstoff-Brennstoffzellen betrieben. „Es war ein großer Moment für uns, denn die Architektur und Designprinzipien des Systems sind die gleichen, die wir im endgültigen Design sehen werden“, sagte Mathias Andriamisaina, Leiter Test und Demonstration des ZEROe-Projekts. „Der gesamte Leistungskanal wurde mit 1,2 Megawatt betrieben, der Leistung, die wir auf unserem A380-Demonstrator testen wollen.“
Die Erfahrung, wie die einzelnen Systeme während dieser Tests interagieren, ist der Schlüssel für die nächsten Schritte. „Durch diesen Prozess erfahren wir, welche Änderungen vorgenommen werden müssen, um die Technologie flugtauglich zu machen“, betonte Hauke Peer-Luedders, Leiter des Brennstoffzellenantriebssystems bei ZEROe. „Wir messen, wie das Antriebssystem als Ganzes funktioniert, indem wir die Leistung testen, die für verschiedene Flugphasen benötigt wird, etwa beim Start, bei dem wir die maximale Leistung erreichen, und beim Reiseflug, wenn wir über einen längeren Zeitraum weniger Leistung verbrauchen.“
Die nächsten Schritte
Die Tests dieser ersten Version des Iron Pods werden im Lauf des Jahres 2024 fortgesetzt. Danach will das ZEROe-Team die Größe, Masse und Qualifikationen des Antriebssystems optimieren, um die Flugspezifikationen zu erfüllen. Zu diesen Qualifikationen zählen unter anderem die Reaktionen des Systems auf Vibration, Feuchtigkeit und Höhe. Sobald diese Optimierungen und Tests abgeschlossen sind, wird das Brennstoffzellenantriebssystem auf der multimodalen Flugtestplattform ZEROe installiert – dem allerersten A380, der jemals von Airbus produziert wurde, MSN001. Anschließend sollen die Systeme am Boden getestet werden, bevor die entscheidende Phase der Flugerprobung im A380 beginnt, die derzeit für 2026 geplant ist.