Revolutionierung von Raketentreibstoffen: Graphenschaum-verbesserte Hybridformulierungen

Graphen – ein Material mit Anwendungen in Biomedizin, Elektronik, Verbundwerkstoffen, Energie und Sensoren – wird genutzt, um die Brennrate fester Treibstoffe zu erhöhen, die Raketen und Raumfahrzeuge antreiben.

Entwicklung

Methoden wurden entwickelt zur Herstellung und Nutzung von Zusammensetzungen mit festem Brennstoff, der auf hochleitfähigen, hochporösen Graphenschäumen aufgebracht ist, für erhöhte Brennraten des geladenen Festbrennstoffs. Forscher maximierten den katalytischen Effekt von Metalloxid-Additiven, die in Festtreibstoffen üblich sind, um die Zersetzung zu verbessern. Die Graphenschaumstrukturen sind auch bei hohen Temperaturen thermisch stabil und wiederverwendbar. Die entwickelten Zusammensetzungen bieten signifikant verbesserte Brennrate und Wiederverwendbarkeit.

Funktionsweise

Der Graphenschaum eignet sich gut für Festtreibstoffe, da er superleicht und hochporös ist – viele Hohlräume, in die Wissenschaftler Brennstoff gießen können, um den Raketenstart zu zünden. Der Graphenschaum hat eine 3D-vernetzte Struktur, die einen effizienteren thermischen Transportpfad ermöglicht, damit sich Wärme schnell ausbreitet und den Treibstoff zündet.

Ergebnisse und Anwendungen

Die Technologie liefert höhere Leistung, besonders wichtig in Bereichen wie Hyperschall. Tests zeigten eine Brennratensteigerung um das Neunfache des Normalen mittels funktionalisierter Graphenschaumstrukturen.

Die Graphenschaum-Technologie hat Anwendungen für Energiewandlungsgeräte und Raketenabwehrsysteme sowie andere Bereiche, wo die Anpassung von Nanomaterialien für spezifische Ergebnisse nützlich sein kann.