• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.163-167
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• 2007

은 촉매는 과산화수소 촉매분해에 많이 사용되지만, 상온에 시동이 어렵고 높은 온도에 적용하기 곤란하다. 본 논문에서는 은이 가지고 있는 단점을 극복하기 위해 기화기와 고온 촉매 베드로 구성된 이원 촉매 베드에 대한 연구를 수행하였다. 백금을 기화기 촉매로, perovskite 구조를 가지는 촉매를 고온 촉매로 선정하였고, 가스발생기를 이용한 시험을 통해 상온에서 예열이 없이도 시동이 가능함과 고온에서 안정적으로 작동함을 보여주었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.185-189
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• 2007

과산화수소 추진에 사용되는 은 촉매 베드의 성능 특성을 연구하기 위해 단일 추진제 추력기를 개발하였다. 본 논문에서는 추력기 점화시험을 통해 은을 기본 촉매로 사용한 5가지 촉매 베드의 성능 특성을 분석한 내용을 수록하였으며 고농도 과산화수소에 적용하기 위한 촉매 베드 형상을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.89-96
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• 2006

본 연구에서는 소형 위성용 하이브리드 로켓 점화장치에 적용되는 N2O 촉매 베드의 유동 및 열적 현상에 대한 이론적인 고찰을 하였다. 허니콤 형상을 가지는 촉매 베드 내의 열적 현상을 분석하기 위해서 다공성 매질 접근법을 사용하였다. 유동장은 Brinkman- extended Darcy 모델을 사용하였고, 온도장은 One-equation 모델을 사용하여 촉매 베드 내에서 유동장 및 온도장에 대한 해석해들을 구하였다. 다공성 매질 접근법을 적용한 모델의 해석해와 기존 실험결과를 비교하여 본 모델의 정확성을 검증하였다. 해석해에 근거하여 N2O 촉매 베드에 영향을 미치는 중요한 변수들이 촉매 베드의 기공률, 유효 체적비, 촉매 베드와 기공의 직경비, 공급열, 그리고 펌핑파워임을 확인하였으며 촉매 베드 내에서의 열적현상에 대한 중요 변수들의 효과를 연구하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.102-105
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• 2007

본 연구에서는 과산화수소 분해 반응을 이용한 초소형 추력기에 대한 성능 평가 실험을 수행하였다. 촉매 베드로는 질량 대 면적 비가 큰 다공성의 세라믹 물질($Isolite^{(R)}$)을 사용하였다. 14%wt의 백금이 촉매로서 촉매 베드에 코팅되었고, 단일추진제로는 85% 과산화수소를 사용하였다. 촉매 베드의 길이와 과산화수소의 가압 압력을 변수로 정하였다. 모든 실험은 콜드 스타트 조건에서 30초간 수행되었다. 매 실험마다 압력을 측정하여 $c^*$ 효율을 계산하였다. 촉매 베드의 길이가 30 mm이고 가압압력이 5.51 bar일 때 95% 이상의 만족스러운 $c^*$ 효율을 보였다.

• 에너지공학
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• 제4권2호
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• pp.288-296
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• 1995

촉매변환기용 모노리스에서의 속도변화에 따른 압력강하를 알아보기 위하여 풍동을 제작하여 실험하였다. 200 cpsi, 300 cpsi와 400 cpsi의 모노리스 담체에 대한 압력강하를 측정하였고, 듀얼베드 형태에서의 압력강하를 알아보기 위하여 200 cpsi, 300 cpsi와 400 cpsi들 중 두 개씩 조합하여 두 모노리스 담체의 사이 간격을 변화시켜가면서 압력강하를 측정하였다. 또한 많이 사용되고 있는 촉매가 담지된 400cpsi의 모노리스를 이용하여 촉매 담지에 대한 유동의 영향을 살표보았다. 모노리스 상·하류간의 압력강하는 공극율에 상관없이 공기와 유로벽과의 접촉면적에 따라 증가한다. 실험 결과로부터 제안된 상관관계를 상용하여 모노리스 형상에 따른 압력강하를 근사적으로 예측 할 수 있다. 듀얼베드 형태에서의 압력강하는 상류부와 하류부의 개별적인 모노리스의 압력강하와 두 모노리스 사이에서의 압력강하의 합으로 볼 수 있는데, 두 모노리스 사이에서의 압력강하는 무시할 만 하였다. 따라서 듀얼베드 형태의 전체적인 압력강하는 상류부와 하류부의 개별적인 모노리스에서 생기는 압력강하만의 합으로 구할 수 있다. 촉매가 담지되지 않은 모노리스의 측정결과로부터 제안된 상관관계를 촉매가 담지된 모노리스의 압력강하를 예측하는데 사용하기 위해서는 모노리스 길이를 원래길이의 1.25배로 수정하여 사용하여야 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.266-271
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• 2005

과산화수소를 단일추진제로 사용하는 마이크로 추력기를 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연구에서 은촉매 활성화 방법과 촉매 반응 챔버의 성능평가에 관한 실험을 하였다. 활성화를 위해 수소 환원법을 실시하였으며 $500^{\circ}C$의 환원 온도의 경우 가장 좋은 반응성을 가짐을 확인하였다. 촉매 분해 반응 연구를 위해 촉매 반응기가 제작되었다. 촉매 베드를 위해 지지체로 20 mm 길이의 유리 웨이퍼를 준비하여 은촉매를 스퍼터링 하였다. 추진제의 체류시간, 촉매 베드 온도, 촉매 코팅 면적을 변화시키며 추진제 전환율을 측정하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.1-8
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• 2005

과산화수소를 단일추진제로 사용하는 마이크로 추력기를 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연구에서 은 촉매 활성화 방법과 메조스케일 반응기의 성능평가에 관한 실험을 하였다. 시도한 여러 가지 활성 방법 중, $500^{\circ}C$의 수소 환원법의 경우 가장 좋은 반응성을 가짐을 확인 하였다. 추진제의 완전한 분해 조건을 찾기 위해 메조스케일 반응기가 제작되었다. 촉매 베드를 위해 지지체로 20 mm 길이의 유리 웨이퍼를 준비하여 은 촉매를 스퍼터링 하였다. 과산화수소 공급 유량에 따라 반응기내 공간시간이 변하므로 유량을 변화시키며 반웅기 실험을 수행하였고 전환율을 측정 하였다. 20 mm 베드 길이에서 추진제의 완전한 분해를 위해 480초 이상의 공간시간이 요구된다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권1호
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• pp.19-26
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• 2009

과산화수소 단일추진제 추력기의 응답성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 촉매베드의 특성을 배제하고 추력기 설계 인자에 따른 응답특성을 살펴보기 위해 $MnO_2$/$Al_2O_3$를 주 촉매로 고정하였다. 세 가지 50 N 급 추력기를 이용하여 인젝터 방식, ullage volume, 촉매 펠렛 크기, 반응기 부피에 따른 응답 속도를 측정하였다. 측정 결과 16-20 mesh 크기 촉매, shower head 인젝터를 사용한 경우 점화지연, 압력 상승 및 하강시간은 각각 14, 108, 94 ms로 상용 하이드라진 추력기 응답성에 근접한 특성을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.375-379
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• 2008

본 연구에서는 과산화수소 분해 반응을 이용하여 세계 최초로 10뉴턴 급의 추진력을 갖는 액체 추진 소형 모델 로켓을 제작하고 발사 시험을 하였다. 일련의 설계를 통해 인젝터에 지름 200${\mu}m$의 오리피스를 7개 만들었고, 목의 지름이 2.5mm 이고 면적비가 2.56인 노즐을 제작하였다. 촉매로 백금을 코팅한 아이솔라이트(Isolite)를 사용하였다. 90wt% 과산화수소를 질소 가스를 통해 20bar로 가압하여 촉매 베드의 길이와 베드에 올린 백금의 적재량을 변수로 하여 추력 실험을 행하였다. 그 결과, 5wt%의 백금을 4cm의 베드에 올렸을 때 가장 높은 $c^*$ 효율과 추력 안전성을 보여주었다. 경량화를 위해 로켓의 몸체는 알루미늄으로 만들었으며, 제작한 로켓에서는 솔레노이드 벨브를 통해 유량을 조절하였다. 발사 시험을 행한 결과 비교적 일정한 속도로 10m 가량을 올라갔다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.67-73
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• 2007

최근에 친환경 로켓 추진제로 과산화수소가 새로운 관심을 받게 됨에 따라 이에 대한 연구를 수행하기 위해 은을 촉매로 사용한 과산화수소 단일추진제 추력기와 시험설비를 개발하였다. 본 논문에서는 설계 제작된 추력기와 시험설비를 소개하고, 점화시험을 통해 연소실 압력 및 온도, 점화지연 시간, 특성 배기속도 등의 추력기 성능을 분석하였다. 점화시험 결과 정상상태 운전조건에서 95%까지의 높은 특성배기속도 효율을 확인하였다.