Studio della decomposizione catalitica del perossido di idrogeno come ossidante nei razzi ibridi: analisi chimica e implicazioni ingegneristiche

The thesis aims to analyze the catalytic decomposition of hydrogen peroxide as an oxidizer within hybrid rocket propulsion systems through a dual approach: chemical and engineering. From a chemical perspective, the study focuses on the catalytic decomposition mechanism of H₂O₂ in the presence of different catalysts, with subsequent evaluation of efficiency, thermal stability, and reaction kinetics. From an engineering standpoint, the analysis addresses the impact of oxidizer decomposition on combustion chamber design, material compatibility, and engine performance. The study highlights the potential of high-concentration hydrogen peroxide as a safe and sustainable alternative to more traditional oxidizers, all while considering the challenges it presents and the implications of catalyst selection.

La tesi in esame propone di analizzare la decomposizione catalitica del perossido di idrogeno come ossidante all'interno dei sistemi di propulsione a razzo ibrido mediante un duplice approccio: chimico ed ingegneristico. In ambito chimico, si propone lo studio del meccanismo di decomposizione catalitica dell’H₂O₂ in presenza di differenti catalizzatori, con successiva valutazione dell'efficienza, della stabilità termica e della cinetica di reazione. Da un punto di vista ingegneristico, invece, si analizza l'impatto della decomposizione dell'ossidante sulla progettazione della camera di combustione, sui materiali compatibili e sulle prestazioni del motore. Evince, dunque, il potenziale del perossido di idrogeno ad alta concentrazione come alternativa sicura e sostenibile ad altri ossidanti più tradizionali, il tutto contestualizzato in merito a eventuali sfide che esso propone e alla scelta del catalizzatore.