Felszálló felszállás a hidrogén-peroxidnak köszönhetően, az Evonik Industries AG sajtóközleménye - PresseBox
Amint elfogy a visszaszámlálás, szinte fülsiketítő dörrenés indul be, és az űrrakéta már az ég felé száguld. Annak érdekében, hogy a tonna súlyú készülék pályára kerülhessen, hatalmas meghajtó erőkre van szükség. Az orosz szojuz rakéták az Evonik termékére támaszkodnak: hidrogén-peroxidra. Még azt mondják, hogy potenciálisan a rakétatechnika következő evolúciós szakaszának üzemanyaga lehet.
"A Szojuz rakéta az űrutazások munkagépe" - mondja dr. Philipp Krisztus a lényegre. Krisztus az Active Oxygens üzleti vonal globális folyamatlaboratóriumának laboratóriumi vezetője, Frankfurt közelében, Hanauban, és tudnia kell róla. Végül is az űrutazás az egyik fő hangsúlya. Az orosz rakétatechnika nem új keletű, de rendkívül megbízhatónak és viszonylag olcsónak számít. Az űrsikló program befejezése után a Szojuz jelenleg az egyetlen rakéta, amely biztonságosan képes végrehajtani az emberrel ellátott rakétaindításokat. 2011-ben egy Soyuz ST hordozórakétát indítottak el először a francia Guyana-i Kourou-ban található európai űrkikötőből a PROPULSE® nevű hidrogén-peroxiddal, amelyet az Evonik fejlesztett ki a meghajtási rendszerek számára. "Hidrogén-peroxidunkat a turbószivattyúkban használják, hogy a tényleges üzemanyag kerozint és folyékony oxigént nagy nyomás alatt szállítsák az égéstérbe" - magyarázza a 35 éves vegyész. Bizonyos mértékben a H₂O₂ az a turbófeltöltő, amely üzemanyagot szolgáltat a hatalmas rakétához. Néhány tonna PROPULSE® szükséges a 300 tonnás Szojuz rakéta pályára juttatásához.
A rakétatechnika korai kutatása
A hidrogén-peroxid korántsem új termék a rakétatechnikában. Már az 1930-as években megkezdték a kutatást a rakéta meghajtásának üzemanyagaként. Még kifejezetten is arra gyártották. Míg az oroszok soha nem tévesztették szem elől a terméket, és a saját termékük mellett döntöttek, mielőtt az Evonik hidrogén-peroxidját használták, az európaiak és az amerikaiak felhagytak erőfeszítéseikkel, és alternatívát találtak az üzemanyag-hidrazin vagy hidrazin-származékok bomlási katalizátorának kifejlesztésével.
Legfeljebb 30 000 fordulat/perc
A Szojuz rakétában a hidrogén-peroxid nagyon könnyen működik. A H202 mangánt tartalmazó katalizátorral kerül érintkezésbe az üzemanyag-szivattyúban. Ezután az oxidálószer nagy hőtermeléssel bomlik az egyes komponenseire, a vízgőzre és a gáznemű oxigénre. Az ebből eredő térfogat-bővülés miatt mindkettő biztosítja, hogy az üzemanyag-szivattyú a folyékony oxigént és a kerozint percenként 30 000 fordulat mellett vezesse be az égéstérbe, ahol a rakéta kilövéséhez szükséges tolóerő keletkezik. Mire a szojuz az űrben van, a fedélzeten lévő hidrogén-peroxid szinte teljesen elfogy. A terméket egyébként Rheinfeldenben állítják elő, ahol a H 100O₂-t több mint 100 éve gyártják. "Innen küldjük az egész világra speciálisan gyártott termikus tartályokban" - mondja Krisztus. "A konténerek nyomáscsökkentő rendszerrel, valamint hőmérséklet- és GPS-figyeléssel rendelkeznek."
A hidrogén-peroxid mint a rakéták alternatív üzemanyaga a közelmúltban ismét a figyelem középpontjába került, mivel sokkal környezetbarátabb, mint a hagyományos hajtóanyagok. "Mindenki ismeri a hírekből azokat az olykor hatalmas barna felhőket, amelyek az űrrakéták kilövésekor keletkeznek" - jegyzi meg az Evonik munkatársa. A folyamat során hatalmas mennyiségű nitrogén-oxid szabadul fel. Ezenkívül az üzemanyagként is használt hidrazin rákkeltő hatású, ezért az EU fontolgatja annak betiltását. Ezzel szemben a H₂O₂-nak nincs ilyen negatív mellékhatása. "A hidrogén-peroxid az úgynevezett zöld rakétát jelenti, mivel a bomlási folyamat során nem szabadít fel emberre vagy természetre káros anyagokat" - mondja meggyőződéssel Krisztus.
A H₂O₂ üzemanyagként számos előnnyel jár
"A nagy energiasűrűség ellenére a H₂O₂ könnyen kezelhető, és könnyen elindítja a hajtástechnikához szükséges bomlási folyamatokat." Az elmúlt években az Európai Unió által finanszírozott HYPROGEO projekt kifejezetten a hidrogén-peroxiddal, mint erős, biztonságos és környezetbarát üzemanyaggal foglalkozott. Űrutazás. A vizes oldat ekkor már nem csak a turbószivattyút mozgatja, hanem egy második üzemanyaggal együtt az egész rakétát meghajtja. „A meghajtás szinte mindig égéssel jön létre, és ehhez oxigénre van szükség. A H₂O₂ ezt bomlási folyamata során képes biztosítani ”- mondja Krisztus. „Az eredmény hibrid rakéták lenne, amelyek hidrogén-peroxidot és például polietilént használnak meghajtó anyagként. Ez utóbbi egy egyszerű műanyag, amelyet bevásárló táskák készítésére is használnak. "
Jó kilátások kisebb rakéták és mini műholdak számára
A laboratórium vezetője pedig egy másik okot lát arra, hogy miért van jövője a hidrogén-peroxidnak az űrutazásban. „Az egész piac éppen a következő evolúciós lépésen megy keresztül. A tendencia kisebb rakéták és mikroszatelliták felé mutat. Könnyű kezelhetősége miatt a H₂O₂ fontos szerepet játszik üzemanyagként. Ez lehetővé teszi a kisebb vállalatok számára, hogy egyszerű eszközökkel rakétákat építsenek. ”A világ számos kezdő vállalkozása már a hidrogén-peroxidot használja zöld üzemanyagként a rakéták legújabb generációiban.
Az Active Oxygens üzletág kilátásai pozitívak, mivel évtizedes tapasztalattal rendelkezik a hidrogén-peroxiddal kapcsolatban, és világszinten vezető szerepet játszik a közlekedés globális elérhetőségében és know-how-jában. A rakétatechnikában magas, legalább 80 tömegszázalékos koncentrációra van szükség a H202-hez. „Egy kilogramm oldat 800 gramm tiszta hidrogén-peroxidból és 200 gramm vízből áll. Minél nagyobb a koncentráció, annál nagyobb az energiatartalom, és annál jobb a meghajtó rakéták számára ”- mondja Krisztus. „A szokásos gyártási folyamat során 40-50 százalékos koncentrációt ér el. Annak érdekében, hogy 80% fölé dúsítsák, speciális termelési eljárásokat alkalmaznak, például a víz fokozatos lepárlásával. Viszont már képesek vagyunk 98 százalékos megoldást előállítani. ”Ezt a fent említett HYPROGEO projekt keretében sikerült megvalósítani. 2017-ben az Evonik erősen koncentrált hidrogén-peroxidja bizonyítani tudta alkalmasságát a gyakorlatban. Az újonnan kifejlesztett motor hibrid rakétákon történő tesztelésekor az eddigi legmagasabb H highestO₂ koncentráció lenyűgöző volt.
Műholdak navigálására alkalmas
A 98 százalékos megoldás ideális lenne a műholdas meghajtók számára is, mert minden további kilogramm, amelyet be kell hozni az űrbe, többe is kerül. 98 százalékos hidrogén-peroxiddal az oldat alig tartalmaz vizet, amelyet ballasztnak tartanak, de óriási energiát. Ez előnyös lenne azoknak a műholdaknak, amelyek a H₂O₂-t használják egyedüli üzemanyagként a kormányzás manővereinek végrehajtásához az űrben. Ehhez elegendő lenne a lebomló hidrogén-peroxid. Így lehetősége van arra, hogy az űr- és műholdas technológiát egy újabb szintre emelje.
Amennyiben ebben a sajtóközleményben előrejelzéseket vagy várakozásokat fejezünk ki, vagy nyilatkozataink a jövőre vonatkoznak, ezek az előrejelzések vagy elvárások a nyilatkozatokban ismert vagy ismeretlen kockázatokat és bizonytalanságokat rejthetnek magukban. A tényleges eredmények vagy fejlemények az általános feltételek változásától függően eltérhetnek. Sem az Evonik Industries AG, sem bármely kapcsolt vállalata nem vállal kötelezettséget a jelen kiadásban szereplő előrejelzések, elvárások vagy nyilatkozatok frissítésére.
Az Evonik a világ egyik vezető vegyipari vállalata. A vállalati stratégia középpontjában a vonzó speciális vegyipari vállalkozások, az ügyfélorientált innováció, valamint a megbízható és eredményorientált vállalati kultúra áll. Ezek jelentik a nyereséges növekedés és a vállalati érték fenntartható növekedésének hajtóerejét. Az Evoniknak több mint 36 000 alkalmazottja van a világ több mint 100 országában, és különösen az ügyfelek közelségéből és vezető piaci pozícióiból profitál. A 2017-es pénzügyi évben a vállalat 14,4 milliárd euró árbevételt és 2,36 milliárd eurós nyereséget (korrigált EBITDA) ért el.
Az erőforrás-hatékonyságról
Az erőforrás-hatékonysági szegmenst az Evonik Resource Efficiency GmbH kezeli, és nagy teljesítményű anyagokat és speciális adalékokat gyárt környezetbarát és energiahatékony rendszermegoldásokhoz az autóipar, a festékek, bevonatok, ragasztók és építőipar, valamint számos más ipar számára. A 2017-es pénzügyi évben a szegmens mintegy 5,4 milliárd euró árbevételt ért el, körülbelül 10 000 alkalmazottal.