HAN-basierte energetische Lösungen als Einkomponententreibstoffe: Ein Bericht über Zweckmäßigkeit und Problematik dieser neuen Technologie

Abstract

Es besteht ein zunehmendes Interesse an der Entwicklung und Nutzung sogenannter grüner Treibstoffe für raumfahr-trelevante Anwendungen. Die Begrifflichkeit grüner Treib-stoff (engl.: green propellant) umfasst hierbei potentiell anwendungsgeeignete Treibstoffe, die hinsichtlich wichtiger Aspekte wie Giftigkeit, Umweltgefährdung, Sicherheit und Kosten langjährig genutzten Brennstoffen wie zum Beispiel Hydrazin oder seinen Derivaten (MMH, UDMH) überlegen sind, wobei gleiche oder bessere Antriebsleistungen erwartet werden. Auf Basis der REACh-Verordnung wurde im Jahr 2011 Hydrazin aufgrund seiner hohen Toxizität auf die Kandidatenliste der Stoffe gesetzt, deren Umgang beschränkt oder gebannt werden soll. Hydrazin selbst ist ein starkes Reduktionsmittel mit hohem Dampfdruck und verursacht bei Freisetzung in die Umwelt erhebliche Schäden. Es steht zudem im Verdacht krebserregend zu sein. Im Zuge der fortschreitenden Forschung und Ent-wicklung bezüglich geeigneter Hydrazin-Ersatzstoffe rückten insbesondere wässrige Lösungen von energetischen Salzen wie Ammoniumdinitramid (ADN), Hydroxylammoniumnitrat (HAN) und Hydraziniumnitroformat (HNF) zunehmend in den Fokus des Interesses. Bei der Produktion von HNF wird allerdings gemäß der gängigen Syntheseroute Hydrazin eingesetzt, sodass dieser Stoff aufgrund eines möglichen Banns gemäß REACh-Verordnung schon jetzt auszuschließen ist. Die vielversprechendsten Monergol-Kandidaten sind zurzeit ADN- und HAN-basierende Mischungen. Ziel dieses Berichtes ist es für HAN-basierende Mischungen eine Literaturstudie hinsichtlich Toxizität und Stabilität durchzuführen um eine Grundlage für eine nachfolgende Bewertung zu schaffen ob, wie und wofür solche Fluide zukünftig in Antrieben eingesetzt werden können. Es sei hierbei erwähnt, dass nur öffentlich zugängliche Veröffentlichungen, Berichte, etc. Beachtung finden konnten.