Soplante de recirculación de Busch Vacuum Solutions Soporte del primer avión de hidrógeno en Suiza

De acuerdo con las cifras del Centro Aeroespacial Alemán, más de 36 millones de vuelos despegaron en 2024, lo que hace que el tráfico aéreo sea responsable de aproximadamente el 2,1 % de las emisiones globales de CO ₂. Esto equivale aproximadamente a las emisiones anuales totales de un país como Alemania. Para reducir el impacto climático de la aviación y hacer que los viajes aéreos sean considerablemente más ecológicos en el futuro, se requieren nuevas tecnologías. Para su investigación se utilizan soluciones de vacío de Busch.

Un informe de la Oficina de Evaluación de Tecnologías del Bundestag alemán (TAB) identifica los combustibles sostenibles como el ámbito más importante para la innovación a corto plazo, ya que el uso del combustible es el principal factor determinante del impacto climático de la aviación.

El hidrógeno, en especial, ofrece un gran potencial como combustible de aviación limpio. Sin embargo, el informe del TAB señala que el almacenamiento de hidrógeno en aeronaves es un desafío técnicamente, ya que requiere grandes depósitos aislados a menos 253 grados centígrados que tienen un peso elevado. Superar estos obstáculos requerirá una investigación continua y el avance tecnológico de las aeronaves e infraestructuras actuales.

Partiendo de este espíritu de innovación, un grupo de estudiantes suizos, organizado bajo la asociación Cellsius, ha desarrollado una pequeña aeronave propulsada exclusivamente por hidrógeno. Cellsius es una organización sin ánimo de lucro fundada en 2022 y dedicada a la investigación de la aviación sostenible. Los estudiantes de la Universidad Politécnica de Zúrich pueden utilizar el último año de su licenciatura para aplicar los conocimientos de ingeniería teóricos adquiridos en el ejemplo práctico de aeronaves reales.

Durante este periodo, desarrollaron el H2-Sling, un avión que funciona con hidrógeno en estado gaseoso. La recirculación eficiente del hidrógeno es posible gracias a una soplante de recirculación MINK MH, donada por Busch Vacuum Solutions a la ETH Zurich para apoyar el proyecto de investigación y avanzar en el progreso tecnológico.

El primer avión de hidrógeno de Suiza

El avión es propulsado por un sistema de pila de combustible de 100 kilovatios. En una pila de combustible, una reacción electroquímica entre el hidrógeno y el oxígeno libera electricidad y calor. La célula está formada por dos electrodos separados por una membrana electrolítica: un ánodo y un cátodo. La membrana es responsable del transporte de iones.

El hidrógeno entra por el lado del ánodo. Las moléculas de hidrógeno se dividen en protones y electrones. Los protones de hidrógeno se propagan a través de la membrana hasta el cátodo, donde reaccionan con el oxígeno del aire ambiente para formar agua y, así, liberan energía. El motor eléctrico utiliza esta energía para propulsar la hélice del avión.

Dado que el agua es el único subproducto de la reacción, no se emiten a la atmósfera gases de efecto invernadero perjudiciales para el clima durante el vuelo. El hidrógeno en sí se almacena en dos depósitos ubicados debajo de las alas del avión, cada uno de ellos con una capacidad de 2,6 kilogramos. Dado que el hidrógeno tiene una alta densidad energética, la aeronave es capaz de volar 200 kilómetros, lo que equivale a unas dos horas de vuelo. El lanzamiento y la primera presentación pública del avión tuvieron lugar en octubre de 2025. Ahora la aeronave está a la espera de la certificación de la Oficina Federal de Aviación Civil de Suiza para que el primer vuelo de prueba pueda tener lugar en la primavera de 2026. El objetivo final: un vuelo por los Alpes.

La MINK MH de Busch garantiza una recirculación eficiente

Para que la pila de combustible funcione de forma fiable, el suministro de hidrógeno y aire debe controlarse cuidadosamente para mantener la reacción química. La soplante de recirculación MINK MH de Busch garantiza que el hidrógeno sin reaccionar no se desperdicie, sino que se reutilice de forma eficiente.

Así es como funciona: el hidrógeno procede de los depósitos de presión alta ubicados debajo de las alas. Para garantizar una reacción química estable en la pila de combustible, se suministra más hidrógeno de lo que es realmente necesario. Esto evita el «agotamiento», local, un efecto que se produce cuando no hay suficiente reactivo en la célula, lo que en última instancia provoca la detención del ciclo de reacción.

Debido al exceso de suministro, todavía queda hidrógeno una vez finalizada la reacción. No utilizar este resto significaría que se necesitarían depósitos aún más grandes para transportar el hidrógeno necesario para mantener la reacción, lo que añadiría peso al avión y reduciría su rendimiento. Para maximizar el tiempo de vuelo y la autonomía, el hidrógeno no utilizado debe recircularse.

Soplante de recirculación especialmente desarrollada para pilas de combustible

Para ello, el reactivo debe ser devuelto de la salida del ánodo de la pila de combustible a su entrada. Aquí es donde entra en juego la MINK MH de Busch: dos rotores en forma de uña se mueven en direcciones opuestas dentro del alojamiento del compresor. Debido a la rotación de estos rotores de uña, el hidrógeno se aspira hacia el interior, se comprime y, a continuación, se devuelve al ánodo de la pila de combustible, donde se mezcla con hidrógeno fresco del depósito. De este modo, el círculo de reacción puede continuar sin interrupciones. Mediante la reutilización del hidrógeno sin reaccionar se minimiza el consumo de combustible y se ahorran recursos.

La MINK MH es una soplante de recirculación con certificación TÜV desarrollada especialmente para su uso en pilas de combustible. «Busch es uno de los pocos proveedores que ofrece soluciones para pilas de combustible de hidrógeno. Ya hemos tenido muy buenas experiencias con la versión más pequeña de la MINK MH, que instalamos en un circuito de prueba», afirma Andres Neff, jefe técnico del proyecto H2-Sling. «"Todo funcionó a la perfección en el sistema de prueba y la soplante es muy fácil de usar. Por lo tanto, estábamos muy satisfechos de poder utilizar la versión de soplante más grande para nuestro proyecto».