Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2751
0
0
Фото:Denes Kozma / Unsplash
Фото:Denes Kozma / Unsplash.

Ученые Великобритании раскрыли снижение выработки кислорода при малой гравитации

Ученые Университета Глазго в Великобритании раскрыли, что электролиз воды будет производить меньше кислорода на Луне и Марсе либо будет более энергозатратным, чем на Земле, из-за более слабой гравитации. Результаты, опубликованные в Nature Communication, позволяют заранее понять проблемы, с которыми столкнутся космические колонии при потреблении ресурсов, доступных на небесных телах Солнечной системы.

Поведение пузырьков кислорода на поверхности электрода, погруженного в воду, зависит от гравитации, что напрямую влияет на эффективность электрохимического производства кислорода. Хотя исследователи проводили эксперименты с электролизерами в условиях нулевой гравитации при параболическом полете, нет данных о том, как они работают при небольшой силе тяжести.

В условиях микрогравитации преобладающим фактором образования пузырьков кислорода является не плавучесть, которая зависит от силы тяжести, а сила межфазного натяжения, которая удерживает пузырьки на поверхности электрода пока те растут. В результате вокруг электрода образуется толстый слой пузырьковой пены, что уменьшает электрокаталитическую площадь и увеличивает омическое сопротивление (то есть потери энергии постоянного тока) и анодное перенапряжение, которое соответствует дополнительным энергетическим затратам на электролиз. В условиях гипергравитации, имитируемых в центрифуге, эффективность электролиза, наоборот, увеличивается.

Для имитации притяжения меньше земного исследователи использовали центрифуги, куда поместили четыре электролитические ячейки, в ходе параболического полета. Были изучены два режима работы электролизера — потенциостатический и гальваностатический. В первом случае система поддерживает постоянную величину потенциала электрода, а во втором — силу тока. Хотя гальваностатический режим в промышленных системах используют чаще, контроль напряжения ниже определенного уровня в потенциостатических режимах может быть важен, чтобы снижать разложение электролита и избежать появления нежелательных примесей, затрудняющих очистку. Кроме того, это может способствовать неполному восстановлению оксидов в лунном реголите, как наиболее эффективному способу извлечь кислород.

Оказалось, что в условиях лунной и марсианской гравитации (0,166g и 0,376g) при потенциостатическом режиме выработка кислорода может снижаться примерно на 11 и 6 процентов по сравнению с земными условиями (1g). В гальваностатическом режиме возможно увеличение энергопотребления из-за более высокого рабочего потенциала. В условиях низкой гравитации такие затраты могут оказаться значительными, что должно учитываться при проектировании космических электролизеров. В некоторых случаях, считают ученые, уменьшение выработки кислорода может быть даже предпочтительнее.

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 25.10 05:11
  • 1
Комментарий к "История: Почему теории не работают"
  • 25.10 03:05
  • 1
Министр Алиханов: станкостроение в России выросло в 4 раза с 2021 года
  • 25.10 02:58
  • 1
Хищный «Ястреб»: новый комплекс будет сбивать БПЛА скоростными дронами-ракетами
  • 25.10 02:51
  • 1
Новая финансовая модель позволила направить внутренние резервы для СВО
  • 25.10 02:42
  • 1
Самого востребованного оружия стало закупаться больше, заявили в Минобороны
  • 25.10 02:12
  • 1
Пентагон планирует к 2035 году увеличить парк истребителей ВВС США до 1500 машин
  • 24.10 19:20
  • 0
Комментарий к "Трамп, Маск и Зеленский: обострение отношений на фоне ударов по НПЗ и выборов в Конгресс"
  • 24.10 13:00
  • 1
Щит от дронов: зачем конструкторы убрали пушки из зенитного комплекса "Панцирь" и чем это грозит противнику
  • 24.10 10:55
  • 1
Уроки сторонних конфликтов: в РФ запатентована переносная РСЗО
  • 24.10 10:02
  • 1
Ростех открыл в Москве крупный центр по производству деталей авиадвигателей для «Суперджета» и МС-21
  • 24.10 06:02
  • 0
Комментарий к "Дело идёт к завершению СВО, сообщили в Кремле. Готовится встреча Россия–США–Китай"
  • 24.10 05:29
  • 0
Комментарий к "Прибалтийское легкомыслие"
  • 24.10 01:11
  • 0
«Как это можно жрать?»: 5 блюд, которые я попробовала в Париже и больше никогда не буду есть!
  • 23.10 23:50
  • 0
Комментарий к "Третья мировая не закончится победой России — это война Старого и Нового мира при помощи дронов"
  • 23.10 20:54
  • 0
Комментарий к "Подлинные факты из гражданской войны в России, про которые все молчат"