Entwicklung eines Katalysatorbetts für das 1N-Triebwerk

Das Projekt, das in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), der Technischen Universität Warschau und dem Łukasiewicz-Forschungsnetzwerk – Institut für Luftfahrt durchgeführt wird, konzentriert sich auf die Entwicklung eines 1-Newton-Triebwerks, das mit hochkonzentriertem Wasserstoffperoxid (HTP, 98%) angetrieben wird.

Das Katalysatorbett ist eine kritische Komponente jedes Monotreibstoff-Antriebssystems. Während hydrazinbasierte Systeme typischerweise Iridium-basierte Katalysatoren auf Aluminiumoxidträgern verwenden, wurden bei HTP aufgrund der hohen Zersetzungseffizienz von Silber in der Vergangenheit Silberkatalysatoren eingesetzt.

Silber ist jedoch für HTP-Konzentrationen über 90–92% ungeeignet, da die stark exotherme Zersetzungsreaktion die Temperatur im Katalysatorbett schnell bis nahe an den Schmelzpunkt von Silber ansteigen lässt. Dies führt im Laufe der Zeit zu einer Verschlechterung des Katalysators durch Oxidation oder Sinterung, insbesondere bei Langzeitbetrieb.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Katalysators, der 98% HTP effizient und zuverlässig zersetzt. Zu den in Betracht gezogenen Materialien gehören Manganoxid-basierte Betten (MnOx/Al₂O₃), teilweise angereichert mit Kobaltoxiden, sowie fortschrittlichere Keramikstrukturen – beispielsweise wabenartige Konfigurationen (MnOx/2MgO/2Al₂O₃/5SiO₂).

Ziel dieser Forschung ist es, die vielversprechendste Technologie für den sicheren und effizienten Einsatz von 98%-Wasserstoffperoxid als umweltfreundlichen Raketentreibstoff zu identifizieren. Bei positiven Ergebnissen wird die Weiterentwicklung des 1-N-Triebwerks mit dem neu entwickelten Katalysator fortgesetzt.