Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2412
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
  • 09.06 16:20
  • 1
Комментарий к "Крушитель авианосцев: какой флагман получит Северный флот"
  • 09.06 12:29
  • 16033
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 09.06 11:22
  • 1
Военный высказался о переданных Киеву ракетах «Ржавый кинжал»
  • 09.06 11:11
  • 1
Названы задачи Су-75 в ходе СВО
  • 09.06 10:08
  • 1
«Аэромакс» готовит беспилотный вертолет В-200 к запуску в эксплуатацию
  • 09.06 06:48
  • 2
В России предложили создать малую систему ПВО
  • 09.06 04:59
  • 0
Комментарий к "На границе НАТО с Россией я увидел разгром бронетанковых войск (The Telegraph UK, Великобритания)"
  • 09.06 02:32
  • 0
Комментарий к ""Три условия, и победа над Россией у нас в кармане". У Расмуссена есть план (The Economist, Великобритания)"
  • 09.06 01:36
  • 1
НАТО с небольшим перевесом побеждает противника, имитирующего действия России, в рамках киберучений (Financial Times, Великобритания)
  • 09.06 01:20
  • 1
В "Ростехе" сообщили, что российский истребитель пятого поколения Су-57 способен выполнять функции воздушного командного пункта (Military Watch Magazine, США)
  • 09.06 01:03
  • 0
Комментарий к "Помощник президента России подтвердил наличие непубличных контактов с Киевом"
  • 09.06 00:08
  • 0
Комментарий к "Наступившее лето отличается от предыдущих аналогичных периодов СВО"
  • 08.06 21:33
  • 2
FPV-дрон "Пиранья 10", сбивший танк ABRAMS, показали на HeliRussia-2026
  • 08.06 20:00
  • 0
Комментарий к "Крупнейшая в мире ударная подлодка заявила о своем присутствии близ заполярных рубежей НАТО. Насколько могуч "Ясень-М"? (Military Watch Magazine, США)"
  • 08.06 11:40
  • 8
На Западе оценили ракетную мощь российского «Адмирала Нахимова»