尽管电动和混合动力技术的发展已经减少了车辆的二氧化碳排放，航空业仍然位列温室气体排放的主要来源之一。研究人员利用计算机模型，对氢动力航空的潜力及其面临的挑战进行了评估，目的是为了降低该行业的环境影响。这一研究发表在《ACS可持续化学与工程》杂志上。
研究的共同作者达里克·马拉帕拉加达（Dharik Mallapragada）表示，“尽管氢能航空要实现大规模应用还需时日，但我们希望我们的分析能够涵盖机载系统设计与支持性基础设施，并且优先用于发展氢能技术。”
根据国际能源署（International Energy Agency）的报告，航空业的二氧化碳排放量在过去数十年里相较于铁路、公路和海运的增长速度更为迅猛。为了应对这一挑战，科学家们正在积极研究更先进的飞机设计、优化操作流程，以及应用氢等低排放燃料。
氢可以通过直接燃烧或为电动燃料电池提供动力的方式使用，其显著优势在于氢的使用不产生二氧化碳排放，而且每磅提供的能量比传统喷气燃料更多。
在本项研究中，安娜·西布尔斯基（Anna Cybulsky）、马拉帕拉加达及其研究团队对氢燃料在支线和短途涡轮螺旋桨飞机中的应用进行了模拟分析。研究结果显示，若要将氢燃料罐和燃料电池集成到现有飞机中，必须对飞机的其他部分（例如有效载荷）进行减重处理，以适应更大体积的氢燃料系统。
这可能需要增加航班次数，以运输相同数量的乘客或货物。然而，若燃料电池功率得到提升并优化燃料系统的重量指标，则可能避免减少有效载荷，从而无需增加航班。
研究人员强调，一旦氢动力推进技术如预期般取得进展，航空业的二氧化碳排放量有望减少90%之多。尽管如此，建立大规模的氢气生产和分配基础设施仍面临巨大的挑战。
通过天然气重整结合碳捕集技术，或者利用可再生能源和核能进行电解，可以实现低碳排放的氢气生产。然而，后者可能会对电网造成额外负担，因此，在那些拥有稳定且成本低廉电力供应的地区建设生产设施显得尤为关键。
研究人员提出，一个切实可行的策略是首先在具备有利生产条件的地区推广氢能航空，例如德国的汉堡或西班牙的巴塞罗那。此外，扩展氢气生产基础设施不仅将促进航空业的脱碳进程，还将对道路运输和航运等其他行业的碳减排产生积极影响。
