El hidrógeno líquido tiene aproximadamente cuatro veces el volumen de la misma cantidad de energía que el combustible para aviones a base de queroseno. Además, su naturaleza altamente volátil impide la práctica normal de almacenar el combustible en las alas, como con los aviones de transporte convencionales. Por lo tanto, la mayoría de los diseños de aviones de hidrógeno líquido almacenan el combustible en el fuselaje, lo que lleva a una mayor longitud y diámetro del fuselaje que un avión convencional con combustible de queroseno. Esto disminuye el rendimiento.
Por otro lado, el hidrógeno es aproximadamente un tercio del peso del combustible de queroseno para la misma cantidad de energía. Esto significa que para el mismo rango y rendimiento (ignorando el efecto del volumen), el avión de hidrógeno tendría aproximadamente un tercio del peso del combustible. Para un avión tipo Boeing 747-400, esto reduciría el peso bruto de despegue de 360,000 a 270,000 kg (800,000 a 600,000 lb). Por lo tanto, el rendimiento de un avión alimentado con hidrógeno es una compensación del área húmeda más grande y el menor peso del combustible. Esta compensación depende esencialmente del tamaño de la aeronave.
El fabricante ruso Tupolev construyó una versión prototipo del avión de pasajeros Tu-154 propulsado por hidrógeno, llamado Tu-155, que realizó su primer vuelo en 1989. Este fue el primer avión experimental en el mundo que opera con hidrógeno líquido. Estos primeros desarrollos no fueron efectuados a partir de una celda de combustible, sino que los usos del hidrógeno se usaron como aditivo o como combustible de aviación normal.
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En términos de aviones alimentados con hidrógeno, que funcionan con una celda de combustible (que produce electricidad para conducir un motor eléctrico), en 2008 Boeing Research & Technology Europe (BR&TE) fabricó un avión civil con un planeador de motor DA20 Diamond Aircraft Industries de 2 asientos funcionando en una celda de combustible (llamada Theator Airplane) “. Lange Aviation GmbH también fabricó un avión impulsado por hidrógeno con su avión Antares DLR-H2. Estos aviones, por supuesto, están configurados de tal manera que la baja producción de energía actual de la propulsión de hidrógeno (un resultado de los tanques de hidrógeno de baja presión) no representan un problema. Por ejemplo, el avión Boeing Theator solo requería 45 kW para despegar y 20 kW para mantenerse en el aire. En julio de 2010, Boeing también presentó su UAV Phantom Eye impulsado por hidrógeno, que utiliza dos motores de combustión interna de Ford Motor Company convertidos para funcionar con hidrógeno.
Finalmente, HY4 se convirtió en el primer avión de pasajeros del mundo con un motor impulsado por una celda de combustible de hidrógeno. Su primer vuelo tuvo lugar en el aeropuerto de Stuttgart, Alemania, el 29 de septiembre de 2016. Tiene 9 kg de hidrógeno, pilas de combustible de 4 × 11 kW y baterías de 2 × 20 kWh.
Los desarrollos más recientes en los drones UAV o Fuel Cell impulsados por hidrógeno parecen estar ahora donde la mayoría de las iniciativas en aviación están sucediendo. Presumiblemente en algún momento en el futuro, esto migrará a los aviones de pasajeros.
