Performance Evaluation of Hydrogen Peroxide Vaporizer with $K_2MnO_4/Al_2O_3$ Catalyst

$K_2MnO_4/Al_2O_3$촉매를 이용한 과산화수소 기화기의 성능평가

The rocket grade hydrogen peroxide has been widely used as a monopropellant in propulsion systems. Conventional decomposition of hydrogen peroxide, however, requires preheating before feeding into the reactor. In the present paper, we described an experimental study of a catalytic reactor bed that employs multiple catalysts to enhance the low temperature response in the vicinity of the reactor inlet. $K_2MnO_4$ is experimentally chose as the inlet catalyst from the candidates of silver, platinum, $La_{0.8}Sr_{0.2}CoO_3(LSC),\;and\;K_2MnO_4$. We developed new synthesis and coating method using modified alumina sol-gel method to strengthen the adhesion of $K_2MnO_4$ catalyst. from the vaporizer experiment with hydrogen peroxide at room temperature, satisfactory vaporizing performance was measured.

고농도 과산화수소는 별도의 산화제가 필요치 않은 단일추진제로써 상온에서 액상인 장점이 있어 다양한 장치의 추진제로 이용되고 있다. 본 연구에서는 고온촉매인 $La_{0.8}Sr_{0.2}CoO_3(LSC)$촉매의 저온 시동성능의 보완을 위해 은, 백금, LSC, 망간계열촉매를 후보군으로 하여 과산화수소 가스발생기의 기화기 촉매를 실험적으로 선정하였다. 또한 이 때 발견된 망간계열촉매의 접착문제를 해결하고자 알루미나 졸-겔법을 이용한 촉매 합성법과 코팅 방법을 개발하였다. 그리고 코팅된 $K_2MnO_4/Al_2O_3$촉매와 LSC와의 드롭-테스트를 통해 상온에서의 반응성과 응답특성을 비교하였고, 가스발생기를 이용한 반응실험을 통해 설계유량에 적합한 기화기의 길이를 측정하였다.