Los emisores se utilizan comúnmente en cátodos huecos que se emplean en sistemas de propulsión eléctrica en el espacio. Para obtener las densidades de emisión de corriente superficial necesarias de 1-10 A/cm para las operaciones del cátodo, los emisores requieren temperaturas superiores a 1500 grados C. Por lo tanto, el diseño de los cátodos presenta desafíos térmicos y mecánicos. En este documento, se presentan varias iteraciones de diseño para cátodos huecos y se realizan análisis térmicos para cada diseño. Se investigan las distribuciones de temperatura y flujo de calor obtenidas de los análisis térmicos. Los diseños se evalúan de acuerdo con la entrada de calor requerida para el emisor y los mecanismos de pérdida de calor radiativa y conductiva. Además de los análisis térmicos, se realizan pruebas experimentales para diferentes diseños de cátodos y, basándose en estas pruebas, se determinan varios modos de fallo. Al revisar el diseño del cátodo y la selección de materiales de manera iterativa para eliminar los mecanismos de fallo encontrados, se logra un nuevo diseño de cátodo. Se realizan pruebas experimentales de este nuevo cátodo y se presentan características de corriente-tensión para diferentes caudales másicos y para corrientes de descarga entre 0.5 y 12 A. Los resultados de las pruebas y análisis muestran que la selección de materiales y el diseño son cruciales para un cátodo robusto y de larga vida útil.