När NITIU beviljades medel inom Innovairs SMF-utlysning våren 2024 markerade det ett tydligt steg in i flygets utveckling mot nya energibärare. Bolaget hade under flera år utvecklat lastbärande lättviktsstrukturer i höghållfast stål, men kopplingen till flyg tog form när Advisory Board förstärktes med industriell flygkompetens.
– När vi började diskutera vår ILS®-struktur utifrån flygets behov blev det tydligt att den kunde appliceras på lagring av flytande vätgas. ILS, Isotropic Lightweight Structure, är vår strukturinnovation för tunna, lastbärande och isotropa stålkonstruktioner. Vi såg att samma strukturella principer kan användas för att forma tankar som integreras i flygplanets bärande konstruktion, säger Joseph Hainsworth, CTO på NITIU.
Arbetet tog sin början inom NFFP och har genom Innovairs SMF-utlysning kunnat nå en högre teknisk mognadsnivå genom verifiering i relevant miljö. Stödet har gjort det möjligt att gå från teoretiska modeller och laboratorietester till teststrukturer som representerar verkliga laster och temperaturförhållanden vid lagring av flytande vätgas.
Från strukturinnovation till tank för flytande vätgas
NITIUs kärnkompetens ligger i att utveckla isotropa, lastbärande strukturer i höghållfast stål med mycket låg materialtjocklek. Den strukturella ansatsen blev utgångspunkt även för arbetet med flytande vätgas.
För att vätgas ska lagras i flytande form krävs temperaturer runt minus 253 grader Celsius, vilket påverkar materialens egenskaper och ställer höga krav på konstruktionens integritet. Samtidigt måste tanken kunna hantera tryckuppbyggnad som kan uppstå när vätskan övergår till gasform när tanken sakta värms upp på grund av omgivningens temperatur. Med NITIUs ILS® kan tanken konstrueras för att hantera dessa förhållanden och samtidigt integreras i flygplanets bärande struktur genom att använda i dag outnyttjade utrymmen.
Det innebär att energilagringen kan bli en integrerad del av den bärande konstruktionen. Tankens struktur anpassas efter de utrymmen och lastförutsättningar som redan finns i flygplanet. För flygtillämpningar där varje kilo och varje kubikcentimeter spelar roll innebär det att energilagringen kan integreras utan att tillföra onödig vikt eller påverka bärförmågan och/eller luftmotståndet.
En viktig del av projektet har varit att utveckla och tillverka testtankar som motsvarar operativa förhållanden. Genom verifiering i markbaserad testmiljö har konstruktionen kunnat utvärderas under realistiska temperatur- och lastfall. Det har gett underlag för vidare optimering av både struktur och tillverkningsprocess.
Lärdomar från projektet
En central lärdom har varit betydelsen av riktad finansiering i tidiga skeden.
– Som ingenjör fokuserar man på de tekniska problemen som ska lösas. Samtidigt är möjligheten att bygga och demonstrera prototyper avgörande för att ta tekniken vidare. Att kunna verifiera lösningen i relevant miljö innan nästa steg tas ger både fördjupad kunskap och stärkt trovärdighet, säger Joseph Hainsworth.
Den stegvisa utvecklingen har gett NITIU möjlighet att bygga robusthet innan tekniken positioneras i större sammanhang. Genom att först validera struktur, materialbeteende, fogning och andra parametrar i mindre skala, minskar riskerna i kommande utvecklingsfaser.
Stärker svensk industriell förmåga
Parallellt med projektet har NITIU etablerat ett eget laserlabb i Sandviken där svetsprocesser för ultratunna, lastbärande stålkonstruktioner utvecklas och verifieras. Den interna processutvecklingen ökar kontrollen över kvalitet och repeterbarhet och bygger upp kompetens inom material, fogning och strukturdesign.
Arbetet sker i samverkan med svenska aktörer inom material- och transportindustri och bidrar till att stärka den nationella kompetensen inom avancerade strukturer och energilagring.
– När vi utvecklar teknik tillsammans med svenska partners bygger vi långsiktig förmåga, samtidigt som vi är med och stärker svensk konkurrenskraft inom områden som är strategiskt viktiga, säger Joseph Hainsworth.
Vår vision om framtiden
Flytande vätgas bedöms av många vara en viktig lagringsform av energi för framtiden, inte minst flygindustrin där energiformen erbjuder ett bränsle med goda viktsvolymprestanda som ger möjlighet till att flyga fossilfritt. Inom EU bedrivs flygforskning för att etablera flytande vätgas som framtidens flygbränsle.
Mycket återstår men det tankkoncept som vi jobbar med har visat på mycket goda egenskaper och uppfyller många av de krav som flygplanstillverkarna ställer på lagringssystem för flytande vätgas. Nu siktar vi mot nästa fas i utvecklingen och där kan Clean Aviation och kommande utlysningar spela en viktig roll.
– Vår vision är att vi 2045 ska kunna boka ett flyg från Stockholm till Paris där flygplanet drivs av vätgas, har flytande vätgas i sina tankar och där tankarna utvecklats och tillverkas av svenska aktörer, av svenskt rostfritt stål, avslutar Joseph Hainsworth.
Lab_Lövbacken
