Utveckling av en katalysatorbädd för 1N-thruster

Projektet genomförs i samarbete med Europeiska rymdorganisationen (ESA). Tillsammans med Warszawas tekniska universitet och luftfartsinstitutet - Łukasiewicz Research Network inkluderar projektet utveckling av en 1 N-thruster som drivs av koncentrerad väteperoxid.

Katalysatorbäddar är nyckelkomponenterna i alla kemiska framdrivningskomponenter (monopropellanter) för raketmotorer. En av de mest kända katalysatorerna som används i monopropellant raketmotorsystem (t.ex. hydrazin - N₂H₄) framställs av aluminiumoxid och iridium. Å andra sidan har den traditionella silverkatalysatorn använts framgångsrikt i 60 år med ett annat monopropellant - väteperoxid HTP (High Test Peroxide), eftersom silver har den bästa HTP-nedbrytningseffektiviteten.

HTP-koncentrationer högre än 90-92% kan emellertid inte användas med silverkatalysator på grund av den adiabatiska sönderdelningstemperaturen för väteperoxid, som ligger nära smältpunkten för silver. Detta orsakar i sin tur, särskilt i långvariga processer, att silver (eller silverbelagd) katalysator förlorar sina egenskaper på grund av silveroxidbildning och / eller sintringseffekter. En mycket starkare effekt uppträder med 98% väteperoxid, vars sönderdelning är extremt exoterm, vilket gör att katalysatorbädden når temperaturer inom 950-960 ° C inom några sekunder, medan silverets smältpunkt är 962 ° C.

En lösning kan vara att använda andra material än silver som katalytiskt aktiva material för nedbrytning av väteperoxid med koncentrationer över 92%. En av de katalytiska bäddarna som beaktas är användningen av manganoxider - MnOx / Al2O3 (ibland blandat med koboltoxider) avsatt på en lämplig keramisk bärare (t.ex. aluminiumoxid). Andra typer av sådana katalysatorer är också möjliga, till exempel med bikakestruktur (MnOx / 2MgO / 2Al2O3 / 5SiO2).

Väteperoxid (HTP) i en koncentration av 98% är det mest önskvärda i monopropellantapplikationer på grund av dess framdrivning och ekologiska egenskaper. Därför verkar utvecklingen av en katalysator för 98% HTP som inte visar några problem med minskad aktivitet och förkortad livslängd vara den viktigaste frågan inom detta område. Huvudsyftet med projektet är att bedriva forskning som skulle svara på frågan om vilken teknik som gör det möjligt för oss att få den mest lovande katalysatorn för effektiv sönderdelning av 98% väteperoxid som grönt raketbränsle.

Det slutgiltiga målet för detta projekt är att utveckla en katalysatorbädd för en 1N-thruster som drivs av HTP monopropellant - 98% väteperoxid.

Om vi antar att denna lösning uppfyller de angivna tekniska kraven, kommer utvecklingen av 1N-thruster med HTP att fortsätta.