Grant: Alliance Grants

Hybrid-electric propulsion requires clean and highly efficient new power sources to drastically exceed battery energy density and offset the additional cost of carbon neutral fuels such as hydrogen and synfuel. Exonetik Turbo's turbogenerator, created in partnership with Université de Sherbrooke, has the potential to almost double the efficiency of current small gas turbines and operate at near-zero emissions by the reliable integration of ceramic blades in an inside-out configuration. The technology feasibility was successfully demonstrated with a 100h-test of a proof-of-concept turbine prototype during the previous NSERC/CRIAQ project. Following this proof of concept, this proposed project aims at developing the critical technologies of the hot section (combustor and turbine) to operate the engine for thousands of hours with targeted performance. In particular, the team will develop and integrate in a turbogenerator: a creep-free retaining system for the blades in the hub, an insulated low-cooling carbon-polyimide structural shroud and an ultra-low-NOx highly recuperated micromix combustor, three of the critical components identified in the previous project. Success of this project will validate the technologies in a simulated environment through their integration in a complete, viable, closer-to-market prototype. Following this project, product development and commercialization with partners will lead to highly qualified jobs in the aeronautics sector here in Quebec. Once on the market, the turbogenerator is projected to save 12 megatonnes of CO2 during its first ten years of deployment in Canada only, with worldwide potential several times greater. La propulsion électrique hybride et le déploiement de carburants propres, carboneutres mais plus dispendieux, requièrent le développement de nouvelles sources de puissance électrique hautement efficaces et légères. Le turbogénérateur d'Exonetik Turbo, créé en partenariat avec l'Université de Sherbrooke, a le potentiel de doubler l'efficacité des petites turbines avec des émissions presque nulles en intégrant des pales en céramique dans une turbine renversée. La faisabilité de la technologie a été démontré par une preuve de concept d'une turbine qui a opéré pendant 100 heures durant le précédent projet CRSNG/CRIAQ. À la suite de cette preuve de concept, le but du projet proposé est de développer les technologies critiques de la section chaude (chambre de combustion et turbine) pour opérer le moteur pour une durée de vie complète de quelques milliers d'heures aux performances visées. En particulier, l'équipe vise à développer et intégrer dans un turbogénérateur : le système de retenue pour les pales en céramique, l'anneau isolé en fibre de carbone et polyimide, et l'injection de carburant micromélangé. La réussite du projet proposé permettra de valider les technologies dans un environnement simulé par leur intégration dans un prototype complet, viable et plus près du marché. Par la suite, le développement du produit et sa commercialisation mèneront à la création de plusieurs emplois pour du personnel hautement qualifié au Québec. Une fois sur le marché, le turbogénérateur permettra de réduire de 12 mégatonnes les émissions de CO2 durant les 10 premières années de déploiement au Canada seulement, avec un potentiel de réduction d'émission plusieurs fois plus grand mondialement.