$K_2MnO_4/Al_2O_3$촉매를 이용한 과산화수소 기화기의 성능평가

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

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.

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.