Wo sind die ganzen Elektroflugzeuge?

Die Nutzung sauberer, erneuerbarer Energiequellen ist wirklich wichtig, um unseren Planeten sicher und gesund zu halten. Das ist nicht so überraschend. Es ist der Grund, warum so viele Gebäude auf Solar- oder Windkraft umsteigen und warum Elektroautos immer mehr zum Mainstream werden. Aber es gibt auch Flugzeuge. Täglich starten Zehntausende von kommerziellen Flügen rund um den Globus, und fast alle sind mit Tausenden von Litern Kerosin auf Erdölbasis beladen.

Also, wo sind all die elektrischen Flugzeuge? Nun, Flugzeugkonstrukteure, darunter Airbus und die NASA, arbeiten daran. Aber machen Sie sich nicht die Hoffnung, dass Sie mit einem emissionsfreien Elektroflugzeug zu Ihrem nächsten Urlaub fliegen werden. Im Moment ist der Kerosin eine zu gute Energiequelle, um ihn loszuwerden.

Die Herausforderung bei der Entwicklung eines Flugzeugs - elektrisch oder anderweitig - besteht darin, herauszufinden, wie man genügend Energie speichert, um einen Flug anzutreiben. Da Gewicht und Raum ein bisschen knapp bemessen sind, wird Ihr Flugzeug idealerweise eine Art Energiequelle haben, die super effektiv, aber auch ziemlich leicht ist. Das ist etwas, woran Designer viel denken - speziell in Bezug auf die so genannte Kraftstoff-Energiedichte. Auch als spezifische Energie bezeichnet, ist dies die Energiemenge pro Volumeneinheit oder Masseeinheit des Kraftstoffs.

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Jet A und Jet A-1, die gängigsten kommerziellen Flugzeugtreibstoffe, sind etwa so energiedicht wie Treibstoffe. Sie haben etwa 43 Millionen Joule Energie in jedem Kilogramm Kraftstoff - oder etwa 1 Liter des Materials. Zum Vergleich: Das ist ungefähr die gleiche Menge an Energie, als ob man 43 Dynamitstangen in eine Soda-Flasche gepresst hätte. Selbst die besten handelsüblichen Batterien haben inzwischen nur noch rund 900.000 Joules Energie pro Kilogramm, mehr als 48 mal weniger als Jet A und A-1. Der Unterschied kommt von /how/ Jet Fuel und Batterien speichern ihre Energie.

Düsentreibstoff speichert Energie direkt in der Struktur seiner chemischen Verbindungen. Alles, was du tun musst, ist, es zu verbrennen. Batterien hingegen speichern Energie in geladenen Molekülen oder Ionen. Sie setzen ihre Energie frei, indem sie Elektronen zwischen einem negativen Ionen, genannt Anode, und einem positiven Ionen, genannt Kathode, übertragen. Aber um das zu tun, benötigen Batterien einen Haufen Teile: eine Anode, eine Kathode, einen Elektrolyten, durch den geladene Ionen übertragen werden können, und einen Behälter, in dem sie alles zusammenhalten. Und das alles nimmt nur viel Platz in Anspruch.

Wenn Sie versuchen würden, eine Boeing 737 - Ihren klassischen Passagierjet - mit Strom zu versorgen, bräuchten Sie einen Batteriestapel mit einem Gewicht von etwa 1 Million Kilogramm. Welche sind etwa das 13-fache des maximalen Startgewichts des Flugzeugs? Also ja, Batterien sind ungefähr so gut für den Flugverkehr wie ein Haufen Steine..... Heute arbeiten einige Unternehmen an der Entwicklung von vollelektrischen Flugzeugen, erwarten aber nicht, dass sie in naher Zukunft populär werden.

Im Moment geht es bei den wichtigsten nächsten Schritten darum, hybride elektrische Systeme zu bauen - die so etwas wie Trainingsräder sein werden, während wir den "elektrischen" Teil herausfinden - und vielleicht, was noch wichtiger ist, leichtere und kleinere Batterien herzustellen. Forscher arbeiten jedoch daran, und Wissenschaftler in Cambridge haben bereits spezielle Lithium-Luft-Batterien entwickelt, die etwa die 10-fache Energiedichte der heutigen Technologie aufweisen. Aber es ist noch ein langer Weg.

Lehnen Sie sich also vorerst einfach mit Ihrer Rückenlehne und Ihrem Tabletttisch in aufrechter und verriegelter Position zurück und genießen Sie Ihren kerosinbetriebenen Flug.