Preparação, caracterização e avaliação de catalisadores de Ir-Ru/Al2O3 e Ru/Al2O3 em micropropulsor de 35N

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Jalusa Aparecida de Léo Palandi
Orientador(a): Ricardo Vieira, Turíbio Gomes Soares Neto
Banca de defesa: José Augusto Jorge Rodrigues, Gilberto Marques da Cruz
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Resumo em Inglês: Ru/Al$_{2}$O$_{3}$ and Ir-Ru/Al$_{2}$O$_{3}$ catalysts with metal content of approximately 33\% were prepared from metallic chloride precursor solutions by the incipient impregnation method. Ru catalysts were prepared with two different granulometries and the Ir-Ru catalyst was prepared in only one granulometry, for application in a 35 N monopropellant thruster based on the hydrazine decomposition reaction. All catalysts were characterized before and after the microthruster tests by the following techniques: atomic absorption, for metallic content determination; nitrogen physiosorption, for specific area and mesoporous volume distribution; hydrogen chemisorption and transmission electron microscopy (TEM), for dispersion and metallic particle average diameter (d$_{QH}$ and d$_{MET}$); scanning electron microscopy (SEM) and SEM with energy dispersive x-ray detector (EDS) for evaluation of textural properties and to confirm elemental analyses. The results of tests carried out in a Satellite Thruster Test Facility with Altitude Simulation (BTSA) showed that Ru and Ir-Ru catalysts can be used in substitution to Ir catalysts (which are six times more expensive than Ru catalysts) in space missions involving few pulsed or continuous firings with warm start. Ru/Al$_{2}$O$_{3}$ and Ir-Ru/Al$_{2}$O$_{3}$ catalysts it was showed for application in order to apogee thrusters and control of satellites launch vehicles (VLS).
Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/05.03.18.09
Resumo: Catalisadores de Ru/Al$_{2}$O$_{3}$ e Ir-Ru/Al$_{2}$O$_{3}$ com teores metálicos próximos a 33\% em peso foram preparados a partir de precursores metálicos clorados pelo método de impregnação incipiente. Os catalisadores de Ru foram preparados em duas granulometrias diferentes e o catalisador bimetálico apenas com uma granulometria, para aplicação em micropropulsor de 35 N de empuxo a monopropelente na reação de decomposição da hidrazina. Todos os catalisadores foram caracterizados antes e após os testes em micropropulsor pelas técnicas: absorção atômica, para determinação do teor metálico; fisissorção de nitrogênio, para determinações de área específica e distribuição do volume de mesoporos; quimissorção de hidrogênio e microscopia eletrônica de transmissão (MET), para determinações da dispersão e do diâmetro médio das partículas metálicas (d$_{QH}$ e d$_{MET}$); microscopia eletrônica de varredura (MEV) e MEV com espectrometria dispersiva de energia (EDS) para avaliação das propriedades texturais e confirmação da composição elementar. Os resultados dos testes realizados no micropropulsor em um Banco de Testes com Simulação de Altitude (BTSA) mostraram que catalisadores de Ru e Ir-Ru podem ser usados em substituição ao catalisador de Ir, metal este que apresenta um custo seis vezes mais elevado, em missões de curta duração, envolvendo poucos acionamentos pulsados ou contínuos com partida a quente. Assim, a aplicação de catalisadores Ru/Al$_{2}$O$_{3}$ e Ir-Ru/Al$_{2}$O$_{3}$, visando a aplicação em propulsores de apogeu e controle de rolamento de veículos lançadores de satélites (VLS), mostrou-se promissora.