Odlet vzletu vďaka peroxidu vodíka, tlačová správa spoločnosti Evonik Industries AG - PresseBox
Len čo dôjde odpočítavanie, nastúpi takmer ohlušujúci rachot a vesmírna raketa už uháňa k oblohe. Na uvedenie zariadenia vážiaceho tony na obežnú dráhu sú potrebné obrovské pohonné sily. Ruské rakety Sojuz sa spoliehajú na produkt spoločnosti Evonik: peroxid vodíka. Dokonca sa hovorí, že má potenciál byť palivom pre ďalší vývojový stupeň raketovej technológie.
„Raketa Sojuz je ťažným koňom cestovania vesmírom,“ hovorí Dr. Filip Kristus k veci. Kristus je laboratórnym manažérom globálneho procesného laboratória spoločnosti Active Oxygen Business Line v Hanau pri Frankfurte a mal by to vedieť. Koniec koncov, vesmírne cestovanie je jedným z jeho hlavných zameraní. Ruská raketová technológia nie je nová, ale považuje sa za mimoriadne spoľahlivú a porovnateľne lacnú. Po ukončení programu raketoplánov je Sojuz v súčasnosti jedinou raketou, ktorá môže bezpečne vykonávať štarty rakety s posádkou. V roku 2011 štartoval z európskeho vesmírneho prístavu v Kourou vo Francúzskej Guyane prvý krát raketoplán Sojuz ST pomocou PROPULSE®, peroxidu vodíka vyvinutého spoločnosťou Evonik pre pohonné systémy. „Náš peroxid vodíka sa používa v turbodúchadlách na prepravu skutočného paliva petroleja a kvapalného kyslíka do spaľovacích komôr pod vysokým tlakom,“ vysvetľuje 35-ročný chemik. H₂O₂ je do istej miery turbodúchadlo na dodávku paliva do obrovskej rakety. Na vyslanie 300-tonovej rakety Sojuz na obežnú dráhu je potrebných niekoľko ton PROPULSE®.
Včasný výskum raketovej technológie
Peroxid vodíka nie je v žiadnom prípade novým produktom v raketovej technológii. Už v 30. rokoch sa začal jeho výskum ako paliva pre raketový pohon. Dokonca bol vyrobený špeciálne pre ňu. Zatiaľ čo Rusi nikdy nestratili zo zreteľa produkt a pred použitím peroxidu vodíka od spoločnosti Evonik sa rozhodli pre svoj vlastný produkt, Európania a Američania sa vzdali svojho úsilia a našli alternatívu s vývojom katalyzátora rozkladu pre hydrazín alebo deriváty hydrazínu.
Až 30 000 otáčok za minútu
V rakete Sojuz funguje peroxid vodíka mimoriadne ľahko. H202 sa v palivovom čerpadle dostane do styku s katalyzátorom obsahujúcim mangán. Oxidačné činidlo sa potom za veľkej tvorby tepla rozkladá na jednotlivé zložky, vodnú paru a plynný kyslík. Vďaka výslednému zväčšeniu objemu obidve zaisťujú, aby palivové čerpadlo poháňalo kvapalný kyslík a petrolej do spaľovacích komôr až pri 30 000 otáčkach za minútu, kde sa vytvára potrebný ťah na vystrelenie rakety. V čase, keď je Sojuz vo vesmíre, je peroxid vodíka na palube takmer úplne spotrebovaný. Mimochodom, tento výrobok sa vyrába v Rheinfeldene, kde sa H₂O₂ vyrába už viac ako 100 rokov. „Odtiaľ ho posielame do celého sveta v špeciálne vyrobených termálnych kontajneroch,“ hovorí Christ. „Kontajnery majú systém na odľahčenie tlaku, ako aj sledovanie teploty a GPS.“
Peroxid vodíka ako alternatívne palivo pre rakety sa v poslednej dobe opäť začal sústreďovať, pretože je oveľa ekologickejší ako bežné pohonné látky. „Každý pozná zo správ niekedy obrovské hnedé mraky, ktoré sa tvoria pri štarte vesmírnych rakiet,“ poznamenáva zamestnanec Evoniku. Pri tomto procese sa uvoľňuje obrovské množstvo oxidov dusíka. Hydrazín, ktorý sa tiež používa ako palivo, je navyše karcinogénny, a preto EÚ uvažuje o jeho zákaze. Naproti tomu H₂O₂ nemá žiadny z týchto negatívnych vedľajších účinkov. „Peroxid vodíka predstavuje niečo, čo je známe ako zelená raketová technika, pretože počas procesu rozkladu neuvoľňuje žiadne škodlivé látky pre ľudí ani prírodu,“ je presvedčený Kristus.
H₂O₂ ako palivo s rôznymi výhodami
„Napriek vysokej hustote energie je H₂O₂ ľahko ovládateľný a ľahko iniciuje procesy rozkladu potrebné pre technológiu pohonu.“ V posledných rokoch sa projekt HYPROGEO, financovaný Európskou úniou, zaoberal predovšetkým peroxidom vodíka ako silným, bezpečným a ekologickým palivom. Cestovanie vesmírom. Vodný roztok by už potom nielen uviedol turbočerpadlo do pohybu, ale namiesto toho by spolu s druhým palivom poháňal celú raketu. "Pohon sa takmer vždy vytvára spaľovaním, ktoré si vyžaduje kyslík." H202 to môže dodať v priebehu procesu rozkladu, “hovorí Kristus. „Výsledkom by boli hybridné rakety, ktoré ako pohonné materiály používajú peroxid vodíka a napríklad polyetylén. Posledným menovaným je jednoduchý plast, ktorý sa tiež používa na výrobu nákupných tašiek. ““
Dobré vyhliadky pre menšie rakety a mini satelity
A vedúci laboratória vidí ďalší dôvod, prečo má peroxid vodíka budúcnosť v kozmickom cestovaní. „Celý trh je pred ďalším vývojovým krokom. Trend smeruje k menším raketám a mikrosatelitom. Vďaka svojej ľahkej manipulácii hrá H₂O₂ dôležitú úlohu ako palivo. Umožňuje tiež menším spoločnostiam vyrábať rakety jednoduchými prostriedkami. “Mnoho začínajúcich spoločností na celom svete už používa peroxid vodíka ako zelené palivo v najnovších generáciách rakiet.
Vyhliadky obchodnej línie Active Oxygens sú pozitívne, pretože majú desiatky rokov odborných znalostí v oblasti peroxidu vodíka a sú svetovým lídrom v oblasti globálnej dostupnosti a know-how v doprave. V prípade raketovej technológie sú pre H₂O₂ potrebné vysoké koncentrácie najmenej 80 hmotnostných percent. „Jeden kilogram roztoku pozostáva z 800 gramov čistého peroxidu vodíka a 200 gramov vody. Čím vyššia je koncentrácia, tým vyšší je energetický obsah a tým lepšie je to pre pohonné rakety, “hovorí Kristus. „V bežnom výrobnom procese získate koncentráciu od 40 do 50 percent. Na jeho obohatenie na viac ako 80 percent sa používajú špeciálne výrobné procesy, napríklad postupným oddestilovávaním vody. Už teraz však dokážeme vyrobiť 98-percentné riešenie. “To sa podarilo v rámci spomínaného projektu HYPROGEO. V roku 2017 mohol vysoko koncentrovaný peroxid vodíka od spoločnosti Evonik preukázať svoju vhodnosť v praxi. Pri testovaní novo vyvinutého motora pre hybridné rakety bola pôsobivá najvyššia dosiahnutá koncentrácia H₂O₂.
Vhodné na navigáciu satelitov
98-percentné riešenie by bolo ideálne vhodné aj pre satelitné pohony, pretože každý ďalší kilogram, ktorý je potrebné vyniesť do vesmíru, stojí tiež viac. Vďaka 98 percentám peroxidu vodíka roztok takmer neobsahuje žiadnu vodu, ktorá sa považuje za balast, ale obrovské množstvo energie. Bolo by to prospešné pre satelity, ktoré používajú H₂O₂ ako jediné palivo na vykonávanie manévrov riadenia vo vesmíre. K tomu by stačil rozkladajúci sa peroxid vodíka. Má potenciál posunúť vesmírnu a satelitnú technológiu na vyššiu úroveň.
Pokiaľ predpovede alebo očakávania vyjadrujeme v tejto tlačovej správe alebo sa naše vyhlásenia týkajú budúcnosti, môžu tieto predpovede alebo očakávania vo vyhláseniach obsahovať známe alebo neznáme riziká a neistoty. Skutočné výsledky alebo vývoj sa môžu líšiť v závislosti od zmien všeobecných podmienok. Ani spoločnosť Evonik Industries AG, ani jej pridružené spoločnosti nepreberajú žiadnu povinnosť aktualizovať prognózy, očakávania alebo vyhlásenia obsiahnuté v tomto vydaní.
Evonik je jednou z popredných svetových spoločností zameraných na špeciálne chemikálie. Stredobodom podnikovej stratégie je zameranie na atraktívne podniky zaoberajúce sa špeciálnymi chemikáliami, zákaznícke inovácie a dôveryhodná a na výsledky zameraná podniková kultúra. Sú hybnou silou ziskového rastu a udržateľného zvyšovania hodnoty spoločnosti. Evonik má viac ako 36 000 zamestnancov vo viac ako 100 krajinách sveta a ťaží najmä z blízkosti k zákazníkom a z popredných pozícií na trhu. Vo finančnom roku 2017 spoločnosť dosiahla tržby 14,4 miliárd EUR a zisk (upravený EBITDA) 2,36 miliardy EUR.
O efektívnom využívaní zdrojov
Segment efektívnosti zdrojov riadi spoločnosť Evonik Resource Efficiency GmbH a vyrába vysoko výkonné materiály a špeciálne prísady pre ekologické a energeticky efektívne systémové riešenia pre automobilový priemysel, farby, nátery, lepidlá a stavebný priemysel, ako aj pre mnoho ďalších priemyselných odvetví. Vo finančnom roku 2017 dosiahol segment tržby okolo 5,4 miliárd EUR s približne 10 000 zamestnancami.