Зліт-зліт завдяки перекису водню, Evonik Industries AG, прес-реліз - PresseBox
Як тільки закінчується відлік часу, починається майже оглушливий гуркіт, і космічна ракета вже мчить вгору. Для того, щоб вивести апарат вагою в тонни на орбіту, потрібні величезні рушійні сили. Російські ракети "Союз" покладаються на продукт від Evonik: перекис водню. Кажуть, що він навіть має потенціал бути паливом для наступного еволюційного етапу в ракетній техніці.
"Ракета" Союз "- це робочий коник космічних подорожей", - каже доктор. Філіпп Христос до суті. Христос - керівник лабораторії глобальної технологічної лабораторії Active Oxygen Business Line в Ханау поблизу Франкфурта, і він повинен це знати. Врешті-решт, космічні подорожі - одна з головних його цілей. Російська ракетна технологія не нова, але вважається надзвичайно надійною і порівняно дешевою. Після припинення програми космічного човника "Союз" в даний час є єдиною ракетою, яка може безпечно виконувати пілотовані ракети. У 2011 році пускова установка «Союз ST» вперше стартувала з європейського космодрому в Куру у Французькій Гвіані за допомогою PROPULSE®, перекису водню, розробленої Evonik для рухових систем. "Наша перекис водню використовується в турбонасосах для транспортування справжнього палива гасу та рідкого кисню в камери згоряння під високим тиском", - пояснює 35-річний хімік. Певною мірою H₂O₂ є турбокомпресором для подачі палива до величезної ракети. Для виведення 300-тонної ракети "Союз" на орбіту потрібно кілька тонн PROPULSE®.
Ранні дослідження ракетних технологій
Перекис водню - далеко не новий продукт у ракетній техніці. Вже в 1930-х рр. Розпочалися дослідження його як палива для ракетного руху. Його навіть виготовляли спеціально для нього. Хоча росіяни ніколи не випускали з виду цей продукт і робили вибір на користь власного, перш ніж використовувати перекис водню від Evonik, європейці та американці відмовились від своїх зусиль і знайшли альтернативу розробці каталізатора розкладання палива гідразин або похідні гідразину.
До 30000 оборотів в хвилину
У ракеті «Союз» перекис водню працює надзвичайно легко. H₂O₂ контактує з марганцевмісним каталізатором у паливному насосі. Потім окислювач розпадається на окремі компоненти - водяну пару та газоподібний кисень із великим тепловиділенням. Завдяки отриманому розширенню обсягу, обидва забезпечують подачу рідкого кисню та гасу в камери згоряння зі швидкістю до 30000 оборотів на хвилину, де створюється необхідна тяга для запуску ракети. На той час, коли Союз знаходиться в космосі, перекис водню на борту майже повністю витрачається. До речі, продукт виробляється в Рейнфельдені, де H₂O₂ виробляється понад 100 років. "Звідти ми відправляємо його по всьому світу в спеціально виготовлених термоконтейнерах", - говорить Христос. "Контейнери мають систему скидання тиску, а також контроль температури та GPS".
Перекис водню як альтернативне паливо для ракет нещодавно знову потрапило в центр уваги, оскільки воно є набагато екологічнішим, ніж звичайні ракети. "З новин всім відомо, що часом бувають величезні коричневі хмари, які утворюються при запуску космічних ракет", - зазначає співробітник Evonik. У процесі виділяється величезна кількість оксидів азоту. Крім того, гідразин, який також використовується як паливо, є канцерогенним, саме тому ЄС розглядає можливість його заборони. Натомість, H₂O₂ не має жодного з цих негативних побічних ефектів. "Перекис водню означає те, що відоме як зелена ракета, оскільки вона не виділяє шкідливих речовин для людей чи природи в процесі розкладання", - переконано говорить Христос.
H₂O₂ як паливо з різними перевагами
"Незважаючи на свою високу щільність енергії, H₂O₂ простий в управлінні та легко ініціює процеси розкладання, необхідні для технології приводу". В останні роки проект HYPROGEO, що фінансується Європейським Союзом, спеціально займається перекисом водню як потужним, безпечним та екологічно чистим паливом Космічна мандрівка. Тоді водний розчин вже не просто приводить в дію турбонасос, а натомість разом із другим паливом рухатиме всю ракету. “Рух майже завжди генерується згорянням, і для цього потрібен кисень. H₂O₂ може забезпечити це в процесі його розкладання », - говорить Христос. «Результатом цього стануть гібридні ракети, що використовують як рушійні матеріали пероксид водню і, наприклад, поліетилен. Останнє - простий пластик, з якого також роблять сумки для покупок ».
Хороші перспективи для менших ракет та міні-супутників
І керівник лабораторії вбачає ще одну причину, чому перекис водню має майбутнє в космічних подорожах. «Весь ринок ось-ось пройде наступний еволюційний крок. Тенденція - до менших ракет та мікросупутників. Завдяки простоті управління H₂O₂ відіграє важливу роль як паливо. Це також дозволяє меншим компаніям будувати ракети простими засобами ". Численні стартапи у всьому світі вже використовують перекис водню як зелене паливо в останніх поколіннях ракет.
Перспективи для ділової галузі Active Oxygens позитивні, оскільки вона має десятиліття досвіду роботи у галузі перекису водню та є світовим лідером щодо глобальної доступності та ноу-хау на транспорті. У ракетній техніці для H₂O₂ необхідні високі концентрації щонайменше 80 відсотків за вагою. «Один кілограм розчину складається з 800 грамів чистої перекису водню та 200 грамів води. Чим вища концентрація, тим вищий вміст енергії та кращий для рушійних ракет », - говорить Христос. “У звичайному виробничому процесі ви отримуєте концентрацію від 40 до 50 відсотків. Щоб збагатити його до понад 80 відсотків, використовуються спеціальні виробничі процеси, наприклад, шляхом поступової відгонки води. Однак ми вже можемо створити 98-відсоткове рішення ». Це було досягнуто в рамках вищезазначеного проекту HYPROGEO. У 2017 році висококонцентрована перекис водню від Evonik змогла продемонструвати свою придатність на практиці. При випробуванні нещодавно розробленого двигуна для гібридних ракет найвища концентрація H₂O₂, досягнута на сьогоднішній день, була вражаючою.
Підходить для навігації по супутниках
98-відсоткове рішення також ідеально підходить для супутникових приводів, оскільки кожен додатковий кілограм, який потрібно вивести в космос, також коштує дорожче. Маючи 98 відсотків перекису водню, розчин навряд чи містить воду, яка вважається баластом, але величезну кількість енергії. Це піде на користь супутникам, які використовують H₂O₂ як єдине паливо для виконання маневрів рульового управління в космосі. Для цього було б достатньо розкладається перекису водню. Таким чином, він може вивести космічну та супутникову технології на новий рівень.
Наскільки ми висловлюємо прогнози чи очікування у цьому прес-релізі або наші заяви стосуються майбутнього, ці прогнози або очікування у заявах можуть включати відомі або невідомі ризики та невизначеності. Фактичні результати або події можуть відрізнятися залежно від змін загальних умов. Ні Evonik Industries AG, ні пов'язані з ним компанії не беруть на себе жодного зобов'язання оновити прогнози, очікування чи заяви, що містяться в цьому випуску.
Evonik - одна з провідних світових компаній з виробництва хімічних речовин. Зосередження уваги на привабливому бізнесі, що спеціалізується на хімічних речовинах, інновації, орієнтовані на споживача, та корпоративна культура, що орієнтується на довіру та орієнтована на результати - це серцевина корпоративної стратегії. Вони є важелями прибуткового зростання та стійкого збільшення вартості компанії. У компанії Evonik працює понад 36 000 співробітників у понад 100 країнах світу, і, зокрема, вона виграє від близькості до клієнтів та провідних позицій на ринку. У 2017 фінансовому році компанія отримала 14,4 млрд євро продажів і прибуток (скоригований EBITDA) 2,36 млрд євро.
Про ефективність використання ресурсів
Сегментом ресурсоефективності керує Evonik Resource Efficiency GmbH і виробляє високоефективні матеріали та спеціальні добавки для екологічно чистих та енергоефективних системних рішень для автомобільного сектору, фарб, покриттів, клеїв та будівельної галузі, а також багатьох інших галузей. У 2017 фінансовому році цей сегмент забезпечив продаж близько 5,4 млрд. Євро з близько 10 000 співробітників.