Dalle celle a combustibile (fuel cells) a idrogeno al progetto Flying FuelCell, sulla base di una società congiunta: Airbus e MTU Aero Engines accelerano lo sviluppo di un sistema di propulsione elettrica alimentato a idrogeno. L’obiettivo è rendere possibile una nuova generazione di aerei commerciali con emissioni dirette di CO₂ nulle, affrontando le sfide tecnologiche, industriali e normative che ancora separano la ricerca dal volo commerciale.
L’aviazione è alla ricerca di soluzioni capaci di ridurne l’impatto climatico senza compromettere autonomia, prestazioni e sicurezza. Accanto ai carburanti sostenibili, alle nuove configurazioni aerodinamiche e alla propulsione elettrica a batteria, l’idrogeno si sta affermando come una delle tecnologie da esplorare per il futuro del trasporto aereo a lungo raggio.
In questo scenario si inserisce la collaborazione tra Airbus e MTU Aero Engines, due aziende che intendono unire le rispettive competenze per sviluppare un sistema propulsivo completamente elettrico basato sulle fuel cells (celle a combustibile). Il percorso è iniziato durante il Salone Aeronautico di Parigi, con la firma di un memorandum d’intesa, ed è proseguito con l’annuncio, il 7 luglio 2026, di un progetto per la costituzione di una società congiunta dedicata allo sviluppo di questa tecnologia. L’iniziativa punta a mettere insieme l’esperienza di Airbus nella progettazione di aeromobili commerciali e nella gestione dell’idrogeno liquido con le competenze di MTU nella progettazione dei motori e nello sviluppo dei sistemi a celle a combustibile. L’ambizione è seguire l’intero percorso industriale, dalla ricerca alla progettazione, dai test all’integrazione a bordo, fino alla commercializzazione di un sistema destinato all’aviazione civile.
Il principio alla base della tecnologia è diverso da quello dei motori aeronautici tradizionali. In un motore convenzionale, il carburante viene bruciato per produrre energia termica, che viene trasformata in energia meccanica e quindi in spinta. Nel sistema sviluppato da Airbus e MTU, invece, l’idrogeno viene utilizzato per generare elettricità attraverso le fuel cells.
Le fuel cells sono dispositivi che convertono direttamente l’energia chimica dell’idrogeno in energia elettrica. Al loro interno, l’idrogeno reagisce con l’ossigeno, normalmente prelevato dall’aria, producendo elettricità, calore e acqua. La corrente alimenta quindi uno o più motori elettrici, che trasformano l’energia in movimento e azionano il sistema propulsivo dell’aereo. Le singole celle vengono generalmente assemblate in strutture chiamate stack, necessarie per raggiungere i livelli di tensione e potenza richiesti. Il sistema comprende inoltre componenti elettronici per la gestione dell’energia, dispositivi di raffreddamento e circuiti per controllare i flussi di idrogeno e aria.
L’integrazione di questi elementi rappresenta una delle principali sfide ingegneristiche. Un sistema aeronautico deve infatti garantire potenza sufficiente, peso contenuto, affidabilità e funzionamento sicuro anche in condizioni operative variabili. A differenza di un impianto terrestre, ogni chilogrammo aggiuntivo a bordo può influire sull’autonomia, sul carico utile e sul consumo energetico del velivolo. La propulsione a celle a combustibile va distinta dalla combustione diretta dell’idrogeno, un’altra tecnologia esplorata per l’aviazione. In quest’ultimo caso, il combustibile viene bruciato nel motore; nel primo, invece, l’energia elettrica viene prodotta senza una combustione convenzionale. Questa differenza consente di evitare le emissioni dirette di CO₂ durante il funzionamento delle celle e di non generare gli ossidi di azoto associati alla combustione ad alta temperatura. La ricerca sull’idrogeno fa parte del programma ZEROe, lanciato da Airbus nel 2020 per studiare la fattibilità di aerei commerciali alimentati con questo combustibile. Inizialmente, il programma comprendeva due principali approcci tecnologici: la combustione diretta dell’idrogeno e la propulsione elettrica mediante celle a combustibile. Nel marzo 2025 l’azienda ha annunciato di concentrare i propri sforzi sulla seconda soluzione, puntando su un sistema completamente elettrico. Secondo quanto comunicato da Airbus, i risultati delle prove sui prototipi delle celle a combustibile e del gruppo motopropulsore, insieme alle ricerche sulle tecnologie complementari, hanno contribuito a confermare la fattibilità di questo percorso. La decisione rappresenta un passaggio importante nella strategia del costruttore europeo. Non significa che un aereo commerciale a idrogeno sia già pronto per entrare in servizio, ma indica quale architettura propulsiva Airbus intende sviluppare prioritariamente.
Bruno Fichefeux, responsabile dei Programmi futuri di Airbus, ha spiegato che la scelta della propulsione completamente elettrica a celle a combustibile riflette la fiducia dell’azienda nei progressi raggiunti. Secondo il dirigente, la collaborazione con MTU rappresenta un complemento alle attività già avviate e permetterà di mettere in comune le conoscenze, accelerare la maturazione delle tecnologie critiche e lavorare alla realizzazione di un sistema propulsivo innovativo per i futuri aerei commerciali.
L’obiettivo dichiarato è trasformare la ricerca in una soluzione concreta, capace di contribuire alla decarbonizzazione del trasporto aereo. Sul versante industriale, MTU Aero Engines sta sviluppando il concetto Flying FuelCell (FFC), una piattaforma tecnologica destinata alla propulsione aeronautica elettrica alimentata a idrogeno.Il progetto prevede l’integrazione delle celle a combustibile con il motore elettrico e con tutti i sistemi necessari a garantire la produzione e la distribuzione dell’energia a bordo. L’obiettivo è realizzare un gruppo motopropulsore che risponda ai requisiti specifici dell’aviazione, dove peso, ingombri, raffreddamento e affidabilità sono determinanti.
Tra i progressi comunicati da MTU figurano la definizione del progetto Flying FuelCell, l’avvio della produzione degli stack destinati al dimostratore, il primo test riuscito del motore elettrico eMoSys e la messa in funzione della prima cella di prova a Monaco. Si tratta di tappe differenti, ma complementari: la produzione degli stack permette di passare alla realizzazione dei componenti, mentre i test del motore elettrico consentono di verificarne il funzionamento. Le prove sulle celle forniscono invece dati sulle prestazioni e sul comportamento della tecnologia in condizioni controllate. La sfida successiva consiste nel dimostrare che questi elementi possano funzionare insieme in modo efficiente e affidabile, rispettando i requisiti di sicurezza e le prestazioni richieste da un aeromobile. Stefan Weber, vicepresidente senior per Ingegneria e Tecnologia di MTU Aero Engines, ha sottolineato che l’azienda punta a un concetto di propulsione rivoluzionario, orientato a un volo praticamente privo di emissioni. Ha inoltre evidenziato l’importanza dell’ecosistema di partner impegnati nell’elettrificazione completa dei sistemi propulsivi mediante celle a combustibile. Secondo Weber, la collaborazione con Airbus offre l’opportunità di affrontare congiuntamente sia la maturazione delle tecnologie sia le difficoltà legate alla loro integrazione sulle piattaforme aeronautiche. Il lavoro dei prossimi anni rappresenterà quindi un primo passo verso un possibile sviluppo di prodotto, non la conferma di una commercializzazione già definita.
MTU guida anche HEROPS, acronimo di Hydrogen-Electric Zero Emission Propulsion System, un progetto avviato all’inizio del 2024 nell’ambito del programma europeo Clean Aviation. L’iniziativa mira a sviluppare tecnologie per un gruppo motopropulsore elettrico alimentato a idrogeno e basato sul concetto Flying FuelCell. L’obiettivo è arrivare a una soluzione potenzialmente utilizzabile su aerei regionali a partire dal 2035.
Clean Aviation è un programma europeo di ricerca e innovazione che sostiene lo sviluppo di tecnologie aeronautiche più sostenibili. Progetti di questo tipo permettono a imprese, centri di ricerca e altri partner di condividere attività sperimentali e di affrontare problemi tecnologici che sarebbero più complessi da risolvere individualmente. Una delle questioni più importanti riguarda il modo in cui l’idrogeno viene conservato a bordo. Sebbene possieda un’elevata energia per unità di massa, il suo stoccaggio richiede volumi considerevoli, soprattutto quando viene utilizzato in forma gassosa. Per aumentare la quantità immagazzinabile in uno spazio limitato, l’idrogeno può essere mantenuto allo stato liquido a temperature prossime a -253 °C. È qui che entra in gioco la criogenia, la disciplina che studia il comportamento e la gestione di materiali e fluidi a temperature estremamente basse.
La conservazione dell’idrogeno liquido richiede serbatoi adeguatamente isolati, sistemi per controllare gli scambi termici e soluzioni per gestire l’eventuale evaporazione del combustibile. Tutto questo deve essere integrato nella struttura dell’aereo senza compromettere eccessivamente il carico utile, l’aerodinamica e la distribuzione dei pesi. La criogenia è quindi una tecnologia fondamentale per rendere praticabile l’impiego dell’idrogeno nell’aviazione commerciale. La ricerca non riguarda soltanto il motore, ma anche i sistemi di stoccaggio, alimentazione e controllo che permettono al combustibile di raggiungere le celle in condizioni adeguate. Il primo vantaggio è l’assenza di emissioni dirette di CO₂ durante la produzione di elettricità nelle celle a combustibile. Il processo genera principalmente acqua e calore, senza la combustione convenzionale del carburante. Il risultato ambientale complessivo dipende però da come viene prodotto l’idrogeno. Se deriva dall’elettrolisi dell’acqua alimentata con elettricità rinnovabile, le emissioni associate alla produzione possono essere contenute. Se invece viene prodotto utilizzando combustibili fossili senza un’efficace riduzione delle emissioni, il vantaggio climatico risulta più limitato. Occorre inoltre considerare l’energia necessaria per produrre, liquefare, trasportare e distribuire il combustibile, oltre alle emissioni legate alla fabbricazione dell’aeromobile e dei suoi componenti. Anche gli effetti climatici del volo in quota devono essere valutati, perché l’assenza di emissioni dirette di CO₂ non equivale automaticamente a un impatto climatico nullo.
Un altro aspetto riguarda il confronto con le batterie. L’idrogeno presenta un’elevata energia specifica in termini di massa, mentre le batterie richiedono un peso maggiore per immagazzinare una quantità equivalente di energia utilizzabile. Tuttavia, il vantaggio dell’idrogeno deve essere confrontato con il peso dei serbatoi, dell’isolamento e dell’intero sistema di propulsione. La soluzione più adatta dipenderà quindi dalla tipologia di aeromobile, dalla distanza da percorrere e dalle esigenze operative. Oltre alla maturazione tecnologica, l’impiego commerciale dell’idrogeno per gli aerei richiede di affrontare problemi di sicurezza, infrastrutture e regolamentazione. L’idrogeno presenta caratteristiche che impongono sistemi dedicati per rilevare eventuali perdite, controllare la ventilazione, gestire le valvole e proteggere i serbatoi. La progettazione dovrà garantire che ogni componente operi in condizioni sicure durante il volo, il rifornimento, la manutenzione e le situazioni di emergenza. Parallelamente, gli aeroporti dovranno sviluppare infrastrutture adeguate per ricevere, stoccare e distribuire il combustibile. Saranno necessari impianti, procedure operative e protocolli di sicurezza compatibili con le esigenze del trasporto commerciale. Airbus ha dichiarato di voler contribuire allo sviluppo dell’ecosistema dell’aviazione a idrogeno e del relativo quadro normativo, riconoscendo che le infrastrutture e le regole costituiscono condizioni essenziali per una diffusione su larga scala. Airbus e MTU non hanno quindi annunciato un aereo a idrogeno già pronto per il servizio, ma stanno lavorando alle condizioni necessarie per renderlo possibile.
FONTE: AIRBUS – MTU press
