Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2406
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
  • 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 12:03
  • 16032
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 08.06 11:40
  • 8
На Западе оценили ракетную мощь российского «Адмирала Нахимова»
  • 08.06 10:27
  • 2
Дуров: Чиновнику, «сломавшему интернет» в РФ, американцы должны вручить медаль
  • 08.06 08:34
  • 1
Каждый российский солдат войдет в единую информационную сеть
  • 08.06 08:26
  • 0
Комментарий к "На Западе рассказали о значении «Форта-М» на «Адмирале Нахимове»"
  • 08.06 04:56
  • 0
Комментарий к "Оперативный тупик ВСУ, или Как Россия отвечает на киевский террор отчаяния"
  • 08.06 03:16
  • 1
Польша арендует старейшую шведскую подлодку
  • 08.06 03:04
  • 1
Помощник президента России подтвердил наличие непубличных контактов с Киевом
  • 08.06 02:52
  • 1
Владимир Путин: Россия готова совместно с Индией разрабатывать новые виды оружия
  • 08.06 02:38
  • 1133
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 07.06 07:20
  • 0
Об "Адмирале Нахимове" и "Петре Великом".
  • 07.06 05:05
  • 0
Комментарий к "На Западе оценили ракетную мощь российского «Адмирала Нахимова»"
  • 06.06 23:12
  • 0
Комментарий к "Армяне что, соскучились по турецкому рабству?"