Thread per parlare della tecnologica a idrogeno applicata ai trasporti. Principalmente perché così @starship la smette di postare a caso nel thread delle auto elettriche 
ma anche perché l’argomento ha il suo interesse dal punto di vista tecnologico.
eh ma l’idrogeno no…
Vogliono rifare lo zeppelin?
Io son sempre rimasto che il problema principale degli aerei elettrici di una certa dimensione è che - batteria o idrogeno poco ambia - il peso dei cavi necessari a trasportare l’energia fino al motore è un problema insormontabile.
E’ cambiato qualcosa?
La formula chiave
Potenza propulsiva = Spinta × Velocità dell’aereo
P=F×vP = F \times vP=F×v
Quindi lo stesso motore a getto “vale” potenze diverse a seconda della fase di volo:
| Fase di volo | Velocità | Potenza equivalente |
|---|---|---|
| Decollo (~270 km/h = 75 m/s) | 75 m/s | 311.000 N × 75 = 23,3 MW |
| Salita (~500 km/h = 139 m/s) | 139 m/s | 311.000 N × 139 = 43,2 MW |
| Crociera (~900 km/h = 250 m/s) | 250 m/s | 311.000 N × 250 = 77,8 MW |
Sorprendente, no? Un motore con 311 kN di spinta statica equivale, in crociera, a quasi 78 megawatt — la potenza di una piccola centrale elettrica.
Perché è così tanto
Un turbofan da 311 kN è un motore molto grande (classe GE90, Trent 900, GEnx — usati su Boeing 777/787 o Airbus A330/A350). Per confronto:
- Un’auto elettrica sportiva potente ha ~300-500 kW
- I motori elettrici più potenti mai costruiti per volo (prototipi ibridi-elettrici) sono nell’ordine di 1-2 MW
Quindi un motore elettrico “equivalente” a spinta piena sarebbe enormemente più grande di qualsiasi motore elettrico esistente oggi per l’aviazione — è uno dei motivi per cui l’elettrificazione dei grandi aerei di linea è ancora fuori portata con le batterie attuali (il problema non è tanto la potenza in sé, quanto il peso/energia specifica delle batterie).
Nota tecnica
A velocità zero (motore fermo a terra, spinta statica), la potenza “utile” secondo questa formula sarebbe zero — ma non è così che funziona realmente un motore a getto: la potenza consumata per accelerare l’aria di scarico è comunque enorme (legata all’energia cinetica del getto, non al lavoro sull’aereo). Se ti interessa questo aspetto (potenza del getto vs potenza propulsiva utile, rendimento di Froude), fammi sapere e approfondisco.
Dimmi pure a quale fase di volo o velocità ti riferisci se vuoi un numero più mirato.
Chisto a Claude, non sono in grado di capire se sia una cazzata o meno
Di quei motori ne ha 4
Il problema che mi hanno sempre presentato è sulla densità energetica.
Il dinosauro liquido è meglio per questi aspetti.
Poi ci sono questioni di sicurezza, contenimento, congelamento, bla bla bla
ma non dovevi scrivere questo ma
“Non entro nel dettaglio perché tanto voi non capireste un cazzo 
”
Ma io sono onesto
Si ma per l’appunto il problema non è manco la densità energetica è come spostare l’energia elettrica dalla fonte al motore.
Mi pare un zinzino più grave
Se effettivamente servono 78x4 = 312 MW di potenza istantanea solo per far volare l’A380..
Adesso chiedo a claude quanto devono pesare i cavi.
Bella domanda “ingegneristica” — e la risposta dipende moltissimo da un dato che non hai specificato: la tensione (voltaggio) a cui trasporti quei 340 MW. È lo stesso principio di prima: più alta è la tensione, più basso è il corrente, più sottile (e leggero) può essere il cavo.
La formula
$$I = \frac{P}{V} \qquad A_{cavo} = \frac{I}{J} \qquad m = A_{cavo} \times L \times \rho$$
Dove:
- I = corrente (A)
- J = densità di corrente ammissibile (A/mm²) — dipende dal materiale e dal tipo di impiego (continuo o impulsivo)
- A = sezione del cavo (mm²)
- L = 50 m
- ρ = densità del materiale (rame: 8960 kg/m³, alluminio: 2700 kg/m³)
Scenario 1 — Bassa tensione (es. 3 kV, tipico studi propulsione elettrica aeronautica)
I = 340.000.000 / 3.000 = 113.333 A
Con rame, densità di corrente continua tipica J ≈ 4 A/mm²:
- Sezione = 113.333 / 4 = 28.333 mm² (quasi 30 cm² — un tronco d’albero)
- Volume = 28.333 mm² × 50 m = 1,42 m³
- Peso ≈ 12.700 kg per un singolo conduttore → oltre 25 tonnellate contando andata e ritorno
Praticamente improponibile su un aereo.
Scenario 2 — Alta tensione (es. 100 kV, tipica HVDC)
I = 340.000.000 / 100.000 = 3.400 A
- Sezione = 3.400 / 4 = 850 mm²
- Volume = 850 mm² × 50 m = 0,0425 m³
- Peso ≈ 380 kg per conduttore → ~760 kg andata/ritorno
Già molto più ragionevole.
Scenario 3 — Altissima tensione (es. 300 kV, ordine di grandezza HVDC lunga distanza)
I = 1.133 A → sezione = 283 mm² → peso ≈ 127 kg per conduttore, ~250 kg totali
Il dettaglio che cambia tutto: “istantanea”
Hai scritto potenza istantanea, non continua: questo è cruciale. Se il cavo deve reggere quel carico solo per un impulso breve (millisecondi/secondi), la massa termica del conduttore stesso assorbe il calore prima di scaldarsi troppo, e si possono usare densità di corrente molto più alte (10-50 A/mm² o oltre, come nelle sbarre di potenza per applicazioni pulsate) — riducendo peso e sezione anche di un fattore 5-10 rispetto al regime continuo.
Tabella riassuntiva (rame, regime continuo J=4 A/mm²)
| Tensione | Corrente | Sezione | Peso/conduttore | Peso totale (2 cond.) |
|---|---|---|---|---|
| 3 kV | 113.333 A | 28.333 mm² | 12.700 kg | ~25.400 kg |
| 30 kV | 11.333 A | 2.833 mm² | 1.270 kg | ~2.540 kg |
| 100 kV | 3.400 A | 850 mm² | 380 kg | ~760 kg |
| 300 kV | 1.133 A | 283 mm² | 127 kg | ~254 kg |
In sintesi: per rendere fattibile (in termini di peso) il trasporto di 340 MW su 50 metri serve lavorare ad alta tensione — nell’ordine delle decine/centinaia di kV — oppure sfruttare la natura impulsiva del carico per usare densità di corrente più aggressive. Con l’alluminio i pesi scendono di circa un altro 30-40% a parità di perdite (a scapito della sezione, che aumenta).
Se mi dai la tensione operativa e se è AC o DC (e se hai vincoli su perdite/riscaldamento ammesso), ti affino il calcolo con un numero preciso.
Dipende dalla tensione :pikachu:
| Tensione | Corrente | Perdite (a parità sezione 4A/mm²) | Peso cavo (tot.) |
|---|---|---|---|
| 3 kV | 113.333 A | ~390 MW (impossibile) | 25.400 kg |
| 30 kV | 11.333 A | ~3,9 MW (~1,1%) | 2.540 kg |
| 100 kV | 3.400 A | ~350 kW (~0,1%) | 760 kg |
A 30 kV il sistema comincia a essere fisicamente sensato anche in regime continuo per 6 ore: peso ragionevole e perdite gestibili. Sotto i 10-20 kV, per 340 MW continui, il rapporto peso/perdite diventa proibitivo.
Il problema è che 30 kV in DC su un aereo, in quota, è oggi ben oltre lo stato dell’arte per l’effetto Paschen che ti ho menzionato — richiederebbe isolamento pressurizzato o cavi specializzati (tipo quelli usati in ambito spaziale/sottomarino).
Vuoi che calcoli il punto di equilibrio ottimale tra peso del cavo e peso “virtuale” delle perdite (in termini di carburante/batteria extra necessaria per compensarle), per trovare la tensione che minimizza il peso totale del sistema?
Questa dovrebbe essere più giusta
Pensavo peggio
Avremo bruciato una decina di kw solo per rompere il cazzo a Starship e il suo idrogeno
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Vale pure per le fuel cell a idrogeno dove bruci direttamente nell’ala e devi spostare solo l’idrogeno?
Io sono un classicista e adoro il profumo di cherosene alla mattina 
Barlume la mattina quando arriva in ufficio
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Le fuel cell trasformano l’idrogeno in energia elettrica che poi devi spostare.
Ma l’ingegnere non sei tu?!
L’A380 non è più in produzione (per motivi validi), fai i conti con l’A350 piuttosto.
Detto questo, @Barlume confermerà che il trasporto aereo è un problema grosso, decarbonizzarlo sarà un bel dito in c***o.
Al momento non credo abbiamo una vera via d’uscita. L’idrogeno sembra una strada percorribile e questo da solo ti dice quanto si è messi male.
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Le fuel cell per definizione sono idrogeno > elettricità > motore elettrico.
Bruciare direttamente l’idrogeno in un motore che assomiglierebbe a uno di quelli che hai già è teoricamente fattibile, ma non si chiamerebbe più fuel cell.
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Cazzo ne so, sono solo il responsabile della sicurezza dei motori.
Però in realtà non posso dire niente in quanto oggetto di ricerca.
Grazie della precisazione.
Sto evitando l’argomento quanto posso, ma dovrò studiarlo in futuro.
Elettrificazione funzionerà per quelli medio-piccoli.
Ibridizzazione credo sarà il primo passaggio e poi vediamo se vince SAF o idrogeno.
il punto dell’idrogeno è sempre il solito, par te tutte le difficoltà tecnice di gestire un gas del genere, ci sono proprio dei passaggi chimico-fisici che lo rendono vettore di energia utilizzabile SOLO se c’è una enorme sovraproduzione “gratis” di energia (ad esempio con un mega installato di solare in orari di punta), dove quell’energia altrimenti andrebbe dispersa se non accumulata e dove l’accumulo con sole batteria risulterebbe difficile o impossibile su grandi scale.
per fare 1kg di idrogeno partendo dall’acqua servono circa 50-55kWH di energia (e 9litri d’acqua)
poi però devo fare la reazione contraria nella cella a combustibile, considerando che l’energia immagazinata era inferiore a quella utilizzata, perchè ovviamente nella reazione da h20 a h2 si “perde” energia, ho 33-39kWh disponibili nel mio kg di idrogeno, ora le celle combustibili hanno un efficenza variabile ma per convenzione prendiamo quella media sull 55%, ed ecco che alla fine da quel kg di idrogeno tiro di nuovo circa 18kWh di elettricità.
quindi in pratica fai “il pieno” all’inizio di tutto il processo con 50-50kWh di energia, per tirarne fuori 18kWh quando fai brum brum, anzi bip bip con la macchina ad idrogeno.
Se nel processo si coinvolge anche la parte termica si tirano fuori altri 15kWh
è cmq evidente come sia un processo a perdere e che risulta valido solo se viene praticamente fatto con energia “gratis” e che andrebbe non utilizzata in altro modo.
ovviamente in tutto questo conto non viene preso in considerazione stoccaggio, trasporto ecc che con l’idrogeno sono discreti “uccelli per diabetici”
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si bravo starship metti link a caso come tuo solito