Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

1964
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
  • 10.09 09:53
  • 60
ChatGPT-4 и нейросети (ИИ) спешат на помощь ГШ ВС РФ и Российской армии
  • 10.09 06:06
  • 2
Германия заявила о поддержке дальнобойных ударов ВСУ
  • 10.09 01:38
  • 10475
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 09.09 19:09
  • 0
Комментарий к ""Вывести ракету в космос и бабахнуть": чем Россия ответит на отправку войск НАТО на Украину"
  • 09.09 17:03
  • 1
Названы российские самолеты, которые получат новейший двигатель ПД-26
  • 09.09 15:21
  • 3
В России представили новейший безэкипажный катер «Бандит»
  • 09.09 09:38
  • 1
ОДК выпустила вторую серийную газовую турбину ГТД-110М
  • 09.09 04:33
  • 0
Ответ на "Москва готовится к войне с Западом: В Киеве обратили внимание на российский ВПК"
  • 09.09 03:36
  • 0
По поводу разнообразных "Армат" как ОБТ
  • 09.09 02:37
  • 1
ОСК сформирует перечень неэффективных верфей
  • 09.09 02:16
  • 1
Bloomberg: Германия купит три БЛА Heron TP у Израиля на сумму 1,2 млрд. долл.
  • 09.09 02:08
  • 1
"Вывести ракету в космос и бабахнуть": чем Россия ответит на отправку войск НАТО на Украину
  • 08.09 21:42
  • 0
Комментарий к "Преимущество китайской «Арматы» показали на видео"
  • 08.09 19:43
  • 0
Ответ на "Прибалтика как плацдарм"
  • 08.09 17:00
  • 1
Россия заново научилась создавать серийные гражданские самолеты