• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.978-983
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• 2017

ADN은 환경적인 그리고 독성적인 측면에서 ammonium prochlorate를 대체하는 현재 연구중인 물질이다. 고독성의 발암물질인 하이드라진을 대체할 수 있는 액체 추진제에 적용되기도 한다. ADN의 합성은 현재 GUDN(Guanylurea dinitramide)과 potassium hydroxide를 통해 potassium dinitramide(KDN)얻을 수 있다. 두 번째 반응 단계는 KDN과 ammonium sulfate를 반응하여 ADN을 얻어진다. 우리의 새로 개선된 공정은 GUDN으로부터 한단계로 ADN을 합성하는 것이다. 부산물의 양을 줄이고 잠재적으로 낮은 단가의 ADN 제조되는 순도가 개선된 간단한 공정은 ADN 사용을 지지하기 위해 결정적이다.

• 대한화학회지
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• 제41권12호
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• pp.661-665
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• 1997

Ammonium dinitramide(ADN)은 최근에 개발된 고체 산화제로 ammonium perchlorate(AP)나 ammonium nitrate(AN) 등을 대체할 수 있다. Bis(2-cyanoethyl)amine에 니트로화 반응을 시킨 후 염기 처리하여 cyanoethyl기를 제거하고 NA2BF4를 사용하여 두번째 니트로 기를 도입하면 ADN 합성에 중요한 중간체인 3-N-Nitro-bis(2-cyanoethyl)amine은 N-nitroso 화합물의 산화반응으로 얻을 수도 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.406-408
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• 2017

Ammonium dinitramide (ADN) 저독성 단일 추진제 기반의 1N 급 추력기 및 시험장치 개발을 수행하였다. ADN은 기존에 인공위성용 추력기에 사용되고 있는 하이드라진 대비 취급이 용이하고 밀도, 비추력과 같은 물리적 특성이 우수한 물질이다. 이러한 특성으로 인해 ADN은 친환경 추진제로 주목받고 있다. 본 논문에서는 ADN 단일 추진제의 성능시험을 위한 1 N급 추력기 및 측정설비를 설계하였다. 설계 및 실험을 위한 추진제의 조성은 Methanol:$H_2O$:ADN 각각을 11.2:25.4:63.4로 설정하여 진행하였다.

• 공업화학
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• 제30권5호
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• pp.591-596
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• 2019

친환경 대체연료물질로서 ammonium dinitramide (ADN, $NH_4N(NO_2)_2$)는 상온에서 안전하고, 안정하지만 실제 적용을 위해서는 고순도가 요구된다. 소량의 불순물은 단일계 액상연료용 추력기 내 촉매의 분해반응을 억제하며, 비추력을 저하시키고, 노즐 막힘과 같은 부작용을 초래한다. 따라서 본 연구는 반복추출, 활성탄에 의한 흡착, 그리고 저온추출방법을 적용하여 합성한 ADN을 정제하였고, FT-IR, UV-Vis 및 IC 분석을 통하여 화학적인 순도를 평가하였으며, 최종 순도로서 IC 분석기준으로 99.82%를 획득하였다. 또한, ADN을 주 산화제로 활용하는 액상연료를 제조하였으며, 최소 $148^{\circ}C$에서 분해되는 단일계 추진제를 합성하였다. 그러나 상안정화를 위하여 우레아를 연료물질로 추가하였을 경우, 분해온도는 $188^{\circ}C$까지 상승하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.757-763
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• 2017

본 연구에서는 50 mN급 마이크로 추력기를 활용하여, ADN 기반 추진제인 LMP-103S의 연소 실험을 수행하였다. 마이크로 추력기는 MEMS 공정 과정을 거쳐 감광유리로 제작하였다. LMP-103S 분해용 촉매로 $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$를 사용하였다. 연소 실험 초기에 촉매 예열을 위해 90 wt.% 과산화수소를 주입하였으며, 이후 LMP-103S를 주입하여 연소 실험을 수행하였다. 실험 결과 백금 촉매 환경에서 LMP-103S의 점화가 이루어짐을 확인하였으며, 연소실 온도는 $650^{\circ}C$로 형성되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.412-415
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• 2017

본 연구에서는 금속을 담지한 alumina bead 촉매를 이용하여 ammonium dinitramide (ADN)기반 단일액상추진제 분해 성능 분석을 수행하였다. Alumina bead를 $1200^{\circ}C$에서 소성한 후, 회전 증발기를 이용하여 과량 용액 함침법 (Excess water impregnation)으로 alumina bead에 Pt 및 Cu 를 담지하였다. 자체 제작한 batch 반응기에서 ADN기반 단일액상추진제 분해 온도($T_{dec}$)를 측정하였다. Cu/$Al_2O_3$ 촉매가 Pt/$Al_2O_3$ 촉매에 비해 분해 온도가 더 낮게 나타났으며, $T_{dec}$ 는 약 $130^{\circ}C$이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권2호
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• pp.296-303
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• 2021

본 연구의 목적은 저독성 추진제인 ammonium dinitramide (ADN) 기반 액체 추진제 분해용 촉매로서 Cu가 담지된 honeycomb 촉매의 적용 가능성을 고찰하는 것이다. honeycomb 지지체 위에 구리, 란타늄 및 알루미나 혼합물을 wash coating 방법으로 담지하여 Cu-La-Al/honeycomb 촉매를 제조하였다. 금속 담지량이 Cu-La-Al/honeycomb 촉매의 물리·화학적 특성에 미치는 영향을 분석하였으며, ADN 기반 액체 추진제의 저온 분해 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. Wash coating의 횟수가 증가할수록 금속의 담지량이 증가하였으며, 활성금속인Cu의 담지량을 4.1 wt%까지 증가시킬 수 있었다. Cu-La-Al/honeycomb 촉매의 BET 표면적은 3.1~4.1 ㎡/g 범위 내에 있었으며, 미세기공은 거의 존재하지않으면서약 20~200 nm 범위의메조기공과거대기공이발달한기공구조를가지고있음을확인하였다. Cu (2.7 wt%)-La-Al/honeycomb 촉매가 ADN 기반 액체 추진제의 분해 반응에서 활성이 가장 뛰어났으며, 그 이유는 표면적과 기공부피가 가장 크고 메조기공과 거대기공이 가장 잘 발달했기 때문으로 해석할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.649-657
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• 2019

대표적인 단일추진제로 사용되는 하이드라진은 극독성의 물질이므로 인체에 유해할 뿐만 아니라 취급이 매우 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이를 대체하고자 최근에는 무독성의 친환경 추진제 개발 연구가 많은 관심을 받고 있다. 그중에서 스웨덴 우주공사(Swedish Space Corporation)에서 개발한 ammonium dinitramide(ADN) 계열 추진제는 하이드라진보다 우수한 성능을 가질 뿐만 아니라 우주환경에서의 성능검증을 통해 현재 상용화 단계에 이르렀다. 한편, 추력기 노즐에서 배출된 배기가스는 고진공의 우주 공간에서 확산하는 동안 위성체와 충돌할 경우 열 하중 및 표면 오염 등을 발생시켜 위성체의 성능과 수명을 감소시킬 수 있다. 하지만 친환경 추진제 추력기의 배기가스가 위성체에 미치는 영향에 대한 연구는 아직까지 본격적으로 수행되지는 않은 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구에서는 Navier-Stokes 방정식과 직접모사법을 이용하여 ADN 계열 친환경 추진제에 대해 우주 공간에서의 배기가스 거동을 해석하고 하이드라진과 비교하였다. 이를 통해 향후 ADN 계열 친환경 추진제를 사용하는 위성체 개발 시 설계 검증자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권1호
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• pp.57-63
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• 2013

Ammonium dinitramide (AND) is one of the most promising oxidizers in propellants without chlorinated pollution to the atmosphere in these days. Potassium sulfamate (PS) is a key substance in ADN synthesis as forming nitrates such as $-N(NO_2)_2$. In this paper, potassium sulfamate as a starting material for ADN synthesis was prepared in a lab scale through crystallization with ethanol solvent, and observed the effects on the yield and purity of KDN. The prepared potassium sulfamates were analyzed using FE-SEM, XRD, BET and TGA-DSC. The lab-made PS, which was ground to $20{\mu}m$ showed more beneficial than a commercial product achieving high yield and purity of the synthesized KDN. It would be associated closely with crystallinity, porosity and pore size of prepared PS.

• 공업화학
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• 제27권4호
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• pp.397-401
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• 2016

새로운 고체산화제 화합물인 pyridinium dinitramide (Py-DN)는 환경 및 인체에 독성이 적은 비염소계의 에너지물질로서 고체 추진제 뿐만 아니라 단일계 추진제로 활용이 가능한 high performance green propellant (HPGP) 물질이다. 합성반응은 술팜산칼륨(potassium sulfamate, $NH_2SO_3K$)을 출발물질로 시작하였으며, 합성된 Py-DN의 화학적인 구조특성을 적외선분광법과 가시광선-자외선분광법으로 관찰하였다. 또한, 유사한 물성의 친환경 고체산화제인 ammonium dinitramide[ADN, $NH_4N(NO_2)_2$]와 guanidine dinitramide[GDN, $NH_2C(NH_2)NH_2N(NO_2)_2$]의 열특성을 TG/DSC로 분석하여 상대 비교하였다. 본 연구에서 합성한 Py-DN염의 흡열온도는 $77.4^{\circ}C$, 분해온도는 $144.7^{\circ}C$, 발열에너지는 1739 J/g으로 기존의 DN계열 물질보다 열적 반응이 빠르므로 분해온도가 상대적으로 낮아 단일계 추진제의 촉매 분해 시 촉매의 예열온도를 낮출 수 있어 로켓추력기의 연료로 활용할 경우, 낮은 분해온도 적용성에 장점이 있다.