並列タイトル等How do thermal stable ionic liquid propellants ignite? Electrolysis is a promising candidate
タイトル（掲載誌）宇宙航空研究開発機構研究開発報告: 高エネルギー物質研究会: 令和元年度研究成果報告書 = JAXA Research and Development Report: Technical Report of The Research Activity for High Energy Materials (2019)
一般注記高毒性を有するヒドラジン系化合物を代替する革新的なグリーンプロペラントとして，アンモニウムジニトラミド(ADN)を主剤とするイオン液体推進剤(EILPs)の研究を行ってきた．その研究過程において，当該EILPs実用化に向けた課題についても明確になり，喫緊に着火方法の確立が必要である．EILPsはイオン液体の高い熱安定性が，推進剤としての着火性をトレードオフとして失わせているのである．そこで光や電気化学反応による着火システムに我々は着目した．それらは熱的な化学反応とは反応ルートが全く異なるため，熱的に難着火性のEILPsに関しても着火を誘起することが期待できる．その可能性を検討するため，量子化学計算および詳細反応モデルを用いて，ADNの電解反応経路とADN/硝酸ヒドラジン(HN)混合溶液の熱分解反応を調査した．その結果，ADNは電気的に還元されることによって速やかに，かつ不可逆的に分解することが示唆され，電解過程でNO2等のラジカルを生成する．またADN/HN溶液は，NO2をラジカル担体とする連鎖分岐反応によって瞬間的に熱分解することがわかった．これらはADN系イオン液体に関する電解着火方式の実現性を支持する結果である．
Ammonium dinitramide based ionic-liquid propellants have been studied as novel green propellants replacing highly toxic hydrazine-based propellants. These studies have revealed some problems to develop new thrusters using such the new propellants. The fatal point is how to ignite thermally stable ionic liquids. The excellent aspects of highly thermal stability of ionic liquids trade-off the ignitability of propellants. The photolysis and electrolysis reactions are expected to solve the problem, because such reactions have fundamentally different paths from thermal reactions. We investigated the electrolysis reactions of ADN and pyrolysis of ADN and hydrazinium nitrate (HN) mixtures using quantum chemistry approach and detailed kinetic modeling. Deduced ADN can irreversibly decompose to form radicals such as NO2. ADN/HN mixtures rapidly pyrolyze according to NO2 chain-branching mechanism. These results support that electrolysis reaction is suitable for ignition of ADN based ionic propellants.
形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations
資料番号: AA1930018005
レポート番号: JAXA-RR-19-003
DOI10.20637/JAXA-RR-19-003/0005
一次資料へのリンクURLhttps://jaxa.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=46291&item_no=1&attribute_id=31&file_no=1
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ