Phi công thử nghiệm Miguel Iturmendi, nhà sáng lập Helios Horizon, thực hiện loạt chuyến bay ngắn tại Sân bay Thành phố Zephyrhills, miền trung Florida, đầu tháng này. Theo Interesting Engineering, máy bay trong thử nghiệm vốn là mẫu tàu lượn có động cơ Pipistrel Taurus, trang bị pin lithium-ion công suất 260 Wh/kg. Tuy nhiên, nó được sửa đổi để hoạt động bằng pin thể rắn công suất 410 Wh/kg.

Theo Helios Horizon, loại pin mới nhỏ hơn pin lithium-ion truyền thống trong phương tiện chạy điện ngày nay nhưng lại có mật độ năng lượng cao hơn 60-80%. Pin thể rắn thay thế chất điện phân lỏng dễ cháy bằng vật liệu rắn, giúp tăng tính ổn định nhiệt cũng như khả năng chống chịu hư hại vật lý. Pin có thể lấy năng lượng từ nguồn điện xoay chiều tiêu chuẩn mà không cần hạ tầng sạc chuyên dụng. Trong chuyến bay, máy bay có thể bổ sung năng lượng nhờ hệ thống pin mặt trời tích hợp, hoặc vận hành cánh quạt như turbine gió khi không cần lực đẩy động cơ.

Pin thể rắn mới có thể sạc từ gần cạn đến 80% dung lượng trong chưa đầy 15 phút. Helios Horizon hướng đến tăng mật độ năng lượng khoảng 40% trong hai năm tới.

"Lần đầu tiên, chúng tôi có công nghệ pin mang lại tầm bay và thời gian sạc cần thiết để biến hàng không điện thương mại trở nên khả thi, đồng thời đảm bảo độ an toàn mà hành khách yêu cầu", Iturmendi cho biết. Ông nói thêm, các kỹ thuật tái tạo năng lượng, bao gồm lượn và quay cánh quạt trong quá trình hạ độ cao, "có thể làm tăng đáng kể tầm bay".

Người phát ngôn của Helios Horizon cho biết, họ tự lắp ráp bộ pin từ những tế bào pin thể rắn mua của một số nhà cung cấp, nhưng từ chối nêu tên với lý do bảo mật. Tổ chức này cũng không tiết lộ thành phần hóa học, bao gồm chất điện phân và vật liệu điện cực, của các tế bào.

Theo RobbReport, những chuyến bay thử nghiệm đầu tháng này chủ yếu nhằm kiểm tra trọng lượng và sự cân bằng của phương tiện sau khi lắp đặt pin. Helios Horizon đánh giá, hệ thống năng lượng mới hoạt động tốt hơn mong đợi khi vận hành liên tục, nhưng không tiết lộ thông số cụ thể về tầm bay hay tốc độ tối đa.

Nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch cho chuyến bay đến tầng bình lưu cuối năm nay, nhắm tới độ cao trên 12.100 m - vượt mức thông thường của máy bay chở khách. Iturmendi tin rằng pin thể rắn sẽ cho phép thực hiện những nhiệm vụ này chỉ với một lần sạc. Ông từng chia sẻ với Aviation International News, thách thức kỹ thuật chính với chuyến bay điện ở tầng bình lưu là tản nhiệt cho hệ thống đẩy, vốn khó thực hiện trong không khí loãng trên cao.

Aerospace Global News đánh giá, động cơ điện hiện đại có hiệu suất và độ tin cậy tốt, cấu tạo cơ khí cũng đơn giản so với động cơ máy bay truyền thống. Tuy nhiên, thách thức thực sự nằm ở việc tích trữ đủ năng lượng trên máy bay.

Suốt nhiều thập kỷ, khả năng của máy bay điện, vốn thường dùng pin lithium-ion tương tự loại cho xe điện, bị hạn chế. Dù hoạt động trơn tru, loại pin này lại gây ra những lo ngại về tầm bay, thời gian sạc, hiệu suất. Đây là lý do pin thể rắn được kỳ vọng tạo ra sự khác biệt.

Helios Horizon đạt cột mốc mới trong bối cảnh các công ty và tổ chức hàng không vũ trụ tiếp tục khám phá nhiều phương pháp để giảm phát thải. Công ty Heart Aerospace (Thụy Điển) đang phát triển máy bay ES-30 lai điện, kết hợp năng lượng từ pin với hệ thống phát điện dự phòng, cho phép tăng tầm bay trong khi vẫn giữ được một số lợi ích của điện khí hóa. NASA cũng dành nhiều năm nghiên cứu về hệ thống đẩy điện với những chương trình như X-57 Maxwell, giúp giới nghiên cứu hiểu rõ hơn về hiệu suất của động cơ điện, pin và hệ thống điện trong môi trường hàng không.

Thu Thảo tổng hợp