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Tesi etd-10022011-195530


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
ROMEO, LUCA
URN
etd-10022011-195530
Title
Development and Testing of Innovative Catalytic Beds for Hydrogen Peroxide Decomposition in Space Propulsive Applications
Settore scientifico disciplinare
ING-IND/07
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Commissione
tutor Prof. d'Agostino, Luca
Parole chiave
  • thrusters
  • Hydrogen Peroxide
  • Chemical Propulsion
  • Catalysts
Data inizio appello
22/11/2011;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
L&#39;argomento principale di questa tesi ha interessato l&#39;indagine sperimentale di letti<br>catalitici avanzati per la decomposizione del perossido d&#39;idrogeno e il loro utilizzo in<br>prototipi monopropellente e bipropellente a media e bassa spinta. Due con gurazioni alternative di<br>letto catalitico sono state sviluppate seguendo di differenti preparative e successivamente<br>provate in reali condizioni operative all&#39;interno di prototipi di motore monopropellente<br>e bipropellente. Essi rappresentano il risultato finale di un&#39;attivita di ricerca e sviluppo<br>durata tre anni la quale è stata focalizzata sullo sviluppo di un catalizzatore efficiente,<br>durevole e affidabile per la decomposizione del perossido. Uno dei notevoli raggiungimenti di questo lavoro riguarda la prima applicazione documentata di un catalizzatore<br>Platino-Cerio-Zirconio nella reazione di decomposizione dell&#39;H2O2. Tale catalizzatore è<br>ampiamente usato nell&#39;industria automobilistica nei catalizzatori a tre vie, tuttavia il suo<br>potenziale per applicazioni propulsive non è stato finora valutato. Per entrambe i letti<br>catalitici, il supporto della specie attiva (principalmente platino metallico) è composto da<br>allumina in diverse fasi cristalline. Essendo un materiale ceramico fragile ed altamente<br>poroso, i requisiti contrastanti di elevata area super ciale e resistenza a shock termico<br>hanno rappresentato due aspetti critici da a rontare. Al ne di raggiungere un com-<br>promesso fra elevata attività e resistenza termomeccanica, le tecniche di preparazione e<br>la caratterizzazione sperimentale sono state adattate per ottimizzare tali proprietà del<br>catalizzatore. Le prove preliminari di attività e di shock termico hanno permesso di<br>identi care e impiegare i catalizzatori più efficienti per la decomposizione di perossido<br>ad alto titolo. Tra di questi è signi cativo menzionare il campione CZ-11-600 il quale è<br>composto da uno strato sottile di ossidi di Cerio e Zirconio. Tale miscela ha il duplice<br>scopo di sfruttare la capacità del cerio di immagazzinare l&#39;ossigeno al fine di proteggere il<br>platino dall&#39;azione ossidante e contemporaneamente aumentare la resistenza del supporto ai carichi termo-meccanici.
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