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MOF를 이용한 더 안전한 로켓 연료




 맥길 대학(McGill University)의 과학자들이 현재 로켓 및 인공위성, 우주 탐사선 연료로 널리 사용되는 하이드라진 Hydrazine을 대체할 수 있는 보다 안전한 우주 연료를 개발했습니다. 일반적인 우주 발사체는 산소와 수소 같이 매우 극저온 상태에서 보관하는 연료를 사용합니다. 하지만 인공 위성이나 우주 탐사선처럼 장시간 우주에서 임무를 수행하는 경우 고압 탱크에 액체 수소나 산소를 보관하기 어렵습니다. 


 따라서 우주선이나 인공위성은 일반적인 온도와 압력에서 보존이 가능한 접촉 점화성 hypergolic 연료를 사용합니다. 점촉 점화성 연료는 산화제와 접촉하면 점화되어 연소되어 복잡한 점화 장치 없이 사용이 가능한 장점이 있습니다. 하이드라진 계열 연료가 여기에 속합니다.


 문제는 이 연료들이 매우 독성이 높고 폭발 가능성도 높아서 다루기 위험하다는 것입니다. 연료를 처리하는 과정에서 유독 물질인 하이드라진이 새어 나가는 문제도 있습니다. 맥길 대학의 연구팀은 금속 - 유기 골격체 metal-organic frameworks (MOFs) 기반의 물질을 대체제로 제안했습니다. 


 아연 , 코발트, 카드뮴 기반의 6종의 MOF 연료는 서로 각기 다른 특징을 지녔지만 빠르게 연소되면서 안정하고 독성이 없다고 하네요. 다만 카드뮴 같은 중금속을 사용한 경우 환경 독성이 아주 없지는 않을 것 같습니다. 보다 전문적인 용어로 이 연료는 Hypergolic zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs)라고 부릅니다. 


 하이드라진은 오랜 세월 효과를 입증한 로켓 연료이긴 하지만 독성 문제를 감안할 때 유인 우주 탐사에서는 더 안전한 연료가 필요합니다. 아무튼 보통 미래 촉매로 각광을 받는 MOFs를 연료로 사용한다는 것 자체가 참신한 발상 같습니다. 


 참고 




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