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主題: 取代劇毒的火箭推進劑，新型液體火箭燃料採用 MOF 材料 作者: peter 於 2019-04-09 22:43:32 https://technews.tw/2019/04/09/rocket-fuel-mof-hydrazine-carcinogenic-liquid-propellant-rocket-engine/
液體火箭引擎常使用的一種液態推進劑是劇毒聯氨，隨著太空科技發展，每年約有 12,000 噸致癌推進劑釋放到大氣。加拿大麥基爾大學團隊現在開發出燃燒效率相當，但更安全、更乾淨的液體火箭燃料，由金屬有機框架（MOF）材料組成。火箭噴射推進系統依照氧化劑的來源不同，可分為火箭發動機（Rocket motor）與吸氣式發動機（air breathing engine）兩種，火箭發動機的種類又包含：化學火箭、電力火箭、核能火箭、太陽能火箭等，而目前，運載火箭、太空飛行器、飛彈最常使用的動力推進引擎，是化學火箭中的液體火箭發動機。 液態火箭引擎的工作原理為燃料與氧化劑進入燃燒室燃燒後，產生大量極熱氣體，這些氣體膨脹並從噴嘴噴出、不斷加速，產生推力使火箭得以衝向外太空。如果在外太空航行，採用可以多次啟動的液體火箭燃料最方便，只要簡單的將燃料和氧化劑以可控速率送入燃燒室，火箭就能得到需要的推力，當然，也可以完全停止推進。 而液體火箭引擎最常見的推進劑，是常態下呈無色油狀液體的聯氨（hydrazine）與四氧化二氮組合。可惜，聯氨毒性極高，刺激皮膚會造成嚴重灼傷、刺激眼睛恐造成失明，進入體內會引起噁心感、嘔吐和中樞神經系統症狀（如嗜睡、運動障礙、共濟失調、麻木等），WHO 國際癌症研究機構將之列為可能致癌物。 來自加拿大麥基爾大學與英國伯明翰大學的研究人員指出，就算保護措施做得再好，每年仍約有 12,000 噸致癌推進劑被釋放到大氣中，因此有必要尋找替代燃料，現在，團隊已經製造出可行的乾淨推進劑：使用乙炔或乙烯做為液態火箭引擎的氧化劑，可以誘發鋅─鈷─鎘金屬有機框架（MOF）材料自燃，團隊目前總共創造了 6 種 MOF 燃料。 新的替代燃料比目前使用的聯氨燃料更安全、更乾淨，並且燃燒效率也快，雖然目前還處於實驗室早期階段，但麥基爾大學化學系教授 Tomislav Friščić 說，這項技術有機會商業化。新研究發表在《科學前緣》（Science Advances）期刊 |