Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

1996
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
  • 09.10 07:02
Ответ на "В США заявили о «слабости» ПВО России перед дронами ВСУ. И предсказали, что изменят ракеты Tomahawk"
  • 09.10 04:07
  • 10768
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.10 18:09
  • 0
Комментарий к ""Ядерный взрыв будет хорошо виден в Одессе". Чем Россия ответит на поставки Tomahawk?"
  • 08.10 16:04
  • 1
"Ядерный взрыв будет хорошо виден в Одессе". Чем Россия ответит на поставки Tomahawk?
  • 08.10 12:42
  • 1529
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 08.10 11:37
  • 1
Трамп заявил, что принял решение по ракетам Tomahawk и Украине
  • 08.10 05:09
  • 0
Комментарий к "Названа неочевидная опасность «Томагавков»"
  • 08.10 05:06
  • 3
Украина вряд ли получит ракеты Tomahawk из-за опасности конфликта РФ и США
  • 08.10 04:32
  • 3
В тему "обнуления Томагавков" и прочих БПЛА
  • 08.10 04:22
  • 1
Комментарий к "Новая система международной безопасности – ради сохранения цивилизации"
  • 08.10 03:26
  • 0
Ответ на "Диванные вояки и дипломаты-пустозвоны хотят войны (American Thinker, США)"
  • 07.10 20:04
  • 7
Для защиты заводов по переработке нефти развернули передвижные группы ПВО
  • 07.10 17:59
  • 4
Тяжелая БМП Т-15 на платформе "Армата", возможно, даже нужнее чем танк
  • 07.10 17:59
  • 0
Комментарий к "В честь Дня Cухопутных войск российская армия получила новую бронетехнику (The National Interest, США)"
  • 07.10 17:35
  • 27
Российские БМПТ получили «теннисную сетку» для защиты от дронов