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3D打印的催化劑裝置可以將漂白劑轉化成火箭燃料
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2022-02-22 17:22:59
畢業于新西蘭克賴斯特徹奇的坎特伯雷大學的工程學博士西蒙·里德目前正在研究一種3D打印的催化劑裝置,可以將濃縮的過氧化氫(一種漂白劑)高效轉換為無毒的火箭燃料,用于低到中等推力的運載火箭。
在2019年的時候,里德就發現氧化氫可以作為肼的替代品,肼是一種良好的火箭燃料,與適當的氧化劑配合,可組成比沖最高的可貯存液體推進劑。不過肼具有毒性,還有可能致癌,在使用時需要額外的安全設備,提升了火箭燃料的成本。
過氧化氫對人類基本無毒,在普通家庭都可以使用,如漂白頭發或清潔傷口。里德研究發現,要讓過氧化氫中產生推力,需要一種催化劑,一般這種催化劑都是貴金屬,如銀或鉑,它們能迅速將過氧化氫分解成一種有能量的氣體。
為此,里德設計了一種催化劑裝置,并使用陶瓷3D打印機將其打印了出來?!把b置的通道表面涂有催化劑,氧化氫通過時就能發生化學反應,將氧化氫變成水和氧氣,并產生大量的能量和熱量。熱量使水汽化并產生高溫氣體,再讓高溫氣體通過噴嘴提供推力?!崩锏陆榻B道。
經過不斷的研究和多次修改,里德設計催化劑裝置已經改成了陀螺形狀,這是一種數學形狀,可以克服三個難題:催化劑的損失,巨大的壓降,以及最大推力與過氧化氫的濃度相平衡。由于造型獨特,目前只能通過3D打印技術來制造這個催化劑裝置。
“其實早在60年代,就有航空公司嘗試過將氧化氫作為推進劑。不過當時的催化劑裝置比較簡陋?,F在也只有少數公司還在考慮氧化氫。我希望能制造出高效的催化劑裝置,讓氧化氫可以替代肼?!崩锏裸裤降?。
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