Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2208
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
  • 19.02 18:15
  • 1579
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 19.02 18:12
  • 67
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 19.02 17:34
  • 14536
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 19.02 16:51
  • 2
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 19.02 15:50
  • 16
«Блокаду прорвёт ВМФ». Патрушев — о защите судоходства и морских границ РФ
  • 19.02 15:07
  • 2
Около 20 новых самолетов МС-21-310 находятся в процессе сборки
  • 19.02 14:53
  • 7
Starlink отключена две недели, но это не повлияло на БПС, заявил Криворучко
  • 19.02 13:10
  • 1
В США рассказали о плавающих у баз ВМФ России американских подлодках
  • 19.02 13:06
  • 1
«Техника становится более «зубастой»: в западной прессе оценили БТР-22
  • 19.02 11:41
  • 23
ОБТ Т-90М2 «Рывок-1» – перспективный российский танк
  • 19.02 07:56
  • 0
Комментарий к "Российский «Триумф» назвали головной болью НАТО"
  • 19.02 06:51
  • 1
В России начнутся тестовые полеты аналогичного Starlink дрона
  • 19.02 02:38
  • 1
Комментарий к "России дали 24 часа. "Калининград выведут из строя". План молниеносной атаки готов", и "А самим не страшно? НАТО собралось атаковать Калининград: когда и какими силами, как ответит Россия"
  • 19.02 01:38
  • 1
Бывший главнокомандующий ВСУ, которого прочат в главные соперники Зеленского, рассказал о размолвке с ним (The Associated Press, США)
  • 18.02 22:23
  • 0
Комментарий к "Стало известно о полном провале лучшего в мире танка на Украине"