Maritieme waterstofdrone TU Delft vliegt langer én groener

Alexander Pil
12 november

Een drone die op een duurzame manier ver kan vliegen, over zee en over land, en overal kan landen, is zeer breed inzetbaar. Er zijn al drones die op het ‘groene’ waterstof vliegen, maar die vliegen of heel langzaam, of kunnen niet verticaal landen. Daarom ontwikkelden onderzoekers van de TU Delft samen met de Koninklijke Marine en de Kustwacht Nederland een waterstofdrone die verticaal kan opstijgen en landen, en urenlang horizontaal als een vliegtuig kan vliegen op waterstof. De eerste succesvolle tests vonden plaats in een van de meest uitdagende scenario’s: vanaf een varend schip op volle zee.

Een drone die in dichtbevolkt gebied of op volle zee vliegt, moet verticaal kunnen opstijgen en landen, bijvoorbeeld op een appartementencomplex of op het achterdek van een schip. Dit onttrekt veel energie aan de batterij, en gaat ten koste van de vliegduur. Om langer en verder te kunnen vliegen wordt vaak fossiele brandstof gebruikt, wat niet bepaald duurzaam is. Bovendien heeft een drone vleugels nodig om efficiënt ver te kunnen vliegen, maar het laten landen van zulke ‘fixed-wing’ drones vergt extra voorzieningen, bijvoorbeeld op een landingsbaan of in een net.

Bart Remes, projectleider van het Micro Aerial Vehicle Lab (MavLab) van de TU Delft: ‘Daarom hebben we een drone ontwikkeld die verticaal opstijgt en landt met behulp van waterstof en een batterij, en tijdens de horizontale vlucht op waterstof via een brandstofcel de batterij weer oplaadt voor de verticale landing. Dankzij het fixed-wing ontwerp en het gebruik van waterstof kan de drone urenlang in horizontale vlucht blijven.’

De volledig elektrische drone weegt dertien kilogram en heeft een spanwijdte van drie meter. Hij is ook heel veilig: hij vliegt met twaalf motoren, en kan zelfs bij uitvallen van enkele motoren nog veilig landen op bijvoorbeeld het achterdek van een schip.

De drone is uitgerust met een 300 bar 6,8 liter carbon composiet waterstofcilinder. De cilinder levert de waterstof op lage druk aan de 800 watt brandstofcel, die de waterstof omzet in elektriciteit. De enige uitstoot die daarbij vrijkomt is zuurstof en waterdamp. Naast de brandstofcel die elektriciteit levert aan de motoren is er ook een set batterijen die tijdens het verticaal opstijgen en landen samen met de brandstofcel de motoren van extra energie voorziet.

De kennis die is opgedaan bij de ontwikkeling van de drone kan worden gebruikt om de luchtvaart groener te maken. Henri Werij, decaan van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft: ‘Een van de belangrijkste aspecten van dit onderzoek is dat er met waterstof wordt gevlogen. Waterstof wordt wereldwijd gezien als een van de belangrijkste kanshebbers om te komen tot een groene, duurzame brandstof voor de luchtvaart.’