Một nhóm của 20 những sinh viên đầy tham vọng thuộc nhiều nền tảng kỷ luật khác nhau đã cùng nhau thành lập Đội năng lượng mặt trời TU Delft 2021 và đi vào vùng nước chưa được thăm dò bằng Hydro Motion, một chiếc thuyền không chỉ căng buồm, nhưng bay trên hydro. Sau 15 nhiều năm đóng thuyền thành công chạy bằng ánh sáng mặt trời, các 2021 nhóm quyết định đã đến lúc hoán đổi các tấm pin mặt trời lấy pin nhiên liệu để thực hiện bước tiếp theo hướng tới một ngành hàng hải bền vững hơn.

Nhóm nghiên cứu có trụ sở tại Hà Lan đã dành chín tháng qua để đưa chiếc thuyền bay mới của mình từ ý tưởng thành hiện thực. Tập trung vào việc xây dựng một chiếc thuyền hydro hoạt động tốt, họ quyết định trang bị lại 2019 bay thuyền năng lượng mặt trời và sử dụng ba thân tàu từng đoạt giải thưởng và chiếc trimaran có thể đi biển. Các tấm pin mặt trời đã được gỡ bỏ, và một hệ thống hydro đã được lắp đặt.

Thuyền được cung cấp năng lượng bởi pin nhiên liệu Cummins HyPM-HD30 và sẽ chuyển đổi 99.9% hydro tinh khiết thành điện để cung cấp năng lượng cho máy khoan của thuyền, điện tử và các thiết bị khác. Hydro được lưu trữ ở trạng thái khí trong bể chứa của hệ thống hydro, có dung tích 350 lít và có thể lưu trữ hơn 8 kg khí hydro, vượt quá 265 năng lượng kWH.

Pin nhiên liệu tạo ra điện thông qua phản ứng hóa học của hydro và oxy. Để cung cấp năng lượng cho thuyền, khí hydro từ bình chứa sẽ đi qua ngăn xếp pin nhiên liệu và trộn với oxy trong khí quyển. Trong mỗi ô của ngăn xếp pin nhiên liệu, hydro tách ra hai điện tử không thể vượt qua màng trao đổi proton ngăn cách hydro với oxy trong khí quyển. Các proton hydro đi qua màng để tham gia với oxy tạo thành hơi nước, và hai điện tử di chuyển xung quanh màng qua một dây dẫn dưới dạng điện. Điện đó sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho động cơ của thuyền.

Hydro là một nguồn năng lượng thay thế có lợi cho thuyền vì nó không tạo ra carbon dioxide, có mật độ năng lượng lớn hơn pin lithium ion và trọng lượng nhẹ hơn pin. Tuy nhiên, kích thước lớn của con thuyền khiến việc điều động trên vùng biển Địa Trung Hải trở nên khó khăn hơn và trong khi nó có thể đi bằng khí hydro một cách trơn tru, nó sẽ cần thêm một sự thúc đẩy để đạt được tốc độ cất cánh phù hợp để bay.

Tăng thêm đó là một bộ pin nhỏ được tối ưu hóa cho mật độ năng lượng. Kết hợp, bộ pin và HyPM-HD30 có công suất 70 mã lực, động cơ điện không chổi than ba pha, tương tự như xe Toyota Yaris. Sự kết hợp của các nguồn điện đảm bảo có đủ năng lượng để cất cánh. Khi thân thuyền lên khỏi mặt nước và thuyền chỉ bay trên cánh ngầm, pin nhiên liệu 30 kW một lần nữa đủ để cung cấp năng lượng cho con thuyền. Việc cất cánh diễn ra lúc 13.6 mph. Tại thời điểm này, thân tàu được nâng lên khỏi mặt nước và bay 40 cm trên bề mặt với tốc độ lớn hơn 20 mph.