Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2425
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
  • 16.06 01:50
  • 1
На кону статус игрока номер один. "Большая пятерка" в борьбе за Ближний Восток (Interia, Польша)
  • 15.06 19:54
  • 196
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 15.06 19:23
  • 1
найденный сайт
  • 15.06 19:19
  • 1
Приятные бонусы
  • 15.06 17:34
  • 16084
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 15.06 16:14
  • 2
Путин поддержал идею привлекать штурмовиков для внедрения новых технологий
  • 15.06 10:29
  • 4
Про 64 часа новых полетов МС-21-310 и про загруженность авиазаводов в Иркутске и Комсомольске-на-Амуре
  • 15.06 06:46
  • 1
Пожар на авианосце доказывает деградацию ВМС США
  • 15.06 06:34
  • 1
Маневр российских спутников сочли новым вызовом для НАТО и Украины
  • 14.06 21:30
  • 0
Комментарий к "Глубинный оскал: какое новое оружие получит АПЛ «Леопард»"
  • 14.06 17:54
  • 2
Делегация РФ: главными спонсорами убийства россиян стали члены "коалиции дронов"
  • 14.06 17:48
  • 2
Конец «Герани»: почему 90% дронов больше не долетают до цели?
  • 14.06 07:30
  • 0
Чем должна ответить РФ на возможное усиление украинской ПВО/ПРО за счет SAMP-T NG.
  • 14.06 05:47
  • 0
Комментарий к "Украина и ЕС решили удешевить ПВО Patriot"
  • 14.06 01:34
  • 0
Комментарий к "ОСК представила на "ФЛОТ-2026" проект боевого надводного корабля проекта 2160"