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Produkte & Lösungen

Grün ins All

Evonik hat ein hochkonzentriertes Wasserstoffperoxid entwickelt. Das Produkt hat das Potenzial, der Raketentreibstoff von morgen zu werden. Im Rahmen eines europäischen Versuchsprojekts wird es bereits getestet.

Europa sucht einen grünen Weg ins All. Und dieser Weg führt durch das Evonik-Werk in Rheinfelden. Hier wird seit Jahrzehnten Wasserstoff peroxid, kurz H2O2 , produziert - und seit Jahren auch für die Raumfahrt. Im Moment treibt das Evonik-Produkt PROPULSE® die Turbopumpen der russischen Sojus-Raketen an. Eine Rakete dieses Typs brachte mit ihrer Leistung von 26 Millionen PS auch den deutschen Astronauten Alexan der Gerst im Juni zur Internationalen Raumsta tion ISS. Einen Monat später wurde es ebenfalls im Raumtransporter eingesetzt, der die ISS-Crew mit Nahrung und Material versorgt. Die Sojus-Raketen setzen Kerosin ein und stehen noch heute in der technischen Tradition der R-7-Rakete, die 1957 den ersten Satelliten Sputnik 1 in die Umlaufbahn brachte. Sie gelten als sehr zuverlässig, aber auch als technisch schon betagt. Ein weiterer Treibstoff ist Hydrazin beziehungsweise dessen Derivate, der mittels eines Zersetzungskatalysators seine Leistung entwickelt. Ein entscheidender Nachteil ist, dass Hydrazin als krebserregend eingestuft wird und in der EU mög licher weise sogar verboten werden soll.

Die Europäische Union förderte die Idee der „Green Rocketry“, also der umweltfreundlichen Raumfahrt, unter dem Namen „Hyprogeo“. Hier kommt wieder Wasserstoffperoxid ins Spiel. H2O2 hat eine sehr hohe Energiedichte und zersetzt sich nur in Wasserdampf sowie gasförmigen Sauerstoff – sauberer geht es nicht. Ausgelöst wird die explosionsartige Reaktion von Wasserstoff peroxid durch den Kontakt mit einem Edelmetallkatalysator. Für die notwendige Startenergie wird in einer Hybridrakete in der Regel neben H2O2 ein fester Treibstoff benötigt. Beim „Hyprogeo“- Projekt wird hier auf Polyethylen gesetzt - einen einfachen, sauber verbrennenden Kunststoff , der auch für Plastiktüten genutzt wird. Vorteil von H2O2 : Da beim Zerfall Sauerstoff entsteht, kann dieser für die Verbrennung genutzt werden. Damit entfällt die Verwendung von tiefgekühltem fl üssigem Sauerstoff , so wie es bei vielen Raketen noch üblich ist.

Da Gewicht eine außerordentliche Rolle bei der Raumfahrt spielt, haben die Spezialisten des Geschäftsgebiets Active Oxygens ihr Produkt verbessert. Das neue PROPULSE® 875 enthält bereits 87,5 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxid und nur noch 12,5 Prozent Wasser. Zusätzlich entwickelte Evonik ein Verfahren, das ein Wasserstoffperoxid mit 98 Gewichtsprozent bereitstellt: PROPULSE® 980. Dazu wird das Wasser schrittweise durch Kristallisation aus der Lösung entfernt. In Rheinfelden wird Wasserstoff - peroxid seit mehr als 100 Jahren hergestellt; die Erfahrung ist enorm. Seit 2017 ist das neue Produkt bei den Tests für „Hyprogeo“ im Einsatz. In Satelliten könnte H2O2 sogar als alleiniger Treibstoff eingesetzt werden, um etwa deren Position im All zu kontrollieren. Da dies eine enorme Gewichtsersparnis mit sich bringt, öff net PROPULSE® der Weltraumforschung neue Türen.