Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

1973
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
  • 18.09 09:42
  • 10538
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 17.09 18:08
  • 0
Ответ на "Быстрее, компактнее, мощнее: новая концепция эскадры от BAE Systems"
  • 17.09 11:43
  • 1
Быстрее, компактнее, мощнее: новая концепция эскадры от BAE Systems
  • 17.09 10:26
  • 2
«Росэл» начинает выпуск новой линейки отечественных серверов для ИИ
  • 17.09 04:50
  • 0
Ответ на "На Западе предупредили о превосходстве России в возможностях ПКР"
  • 17.09 04:05
  • 0
Ответ на "В Госдуме рассказали о готовности применить против Европы мощное оружие"
  • 17.09 02:05
  • 0
Ответ на "Стало известно о превосходстве алжирских Су-34 над российскими"
  • 17.09 00:40
  • 0
Вот интересная тема: поверим, что евроНАТО готовится к "отражению российской агрессии".
  • 16.09 22:55
  • 0
Ответ на "«Крупнейшая модернизация в истории»: Чехия подвела итоги подготовки к войне"
  • 16.09 17:49
  • 1
«Крупнейшая модернизация в истории»: Чехия подвела итоги подготовки к войне
  • 16.09 16:53
  • 40
Горечь от потерь России в Сирии навеяла мысли о Калмыкии
  • 16.09 07:11
  • 83
ChatGPT-4 и нейросети (ИИ) спешат на помощь ГШ ВС РФ и Российской армии
  • 16.09 03:01
  • 1
Зима на Украине не за горами: что нужно сделать, чтобы свет не погас (CNN, США)
  • 16.09 00:18
  • 0
Ответ на "В США напомнили о провале разрекламированного «Команча»"
  • 16.09 00:05
  • 1
Демонстрация с силой: какое оружие показали на выставке DSEI-2025