Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2320
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
  • 03.05 12:40
  • 3
В России прокомментировали появление американского «Темного орла» на Ближнем Востоке
  • 03.05 09:10
  • 15661
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 03.05 03:09
  • 0
И еще о флоте: замечания к "Тайна гибели крейсера "Москва" заставляет задуматься о будущем флота России: с кораблями-есть совсем неудобный парадокс"
  • 03.05 01:55
  • 34
Путин сможет отправлять военных на защиту соотечественников от ареста за границей (The Times, Великобритания)
  • 03.05 00:26
  • 0
Комментарий к ""Ослабленная Германия ударит по всей Европе" (Die Welt, Германия)"
  • 02.05 22:53
  • 0
Комментарий к "Война в Иране раскрыла пять причин, почему НАТО не готова воевать с Россией (Politico, США)"
  • 02.05 20:27
  • 4
В Центр Кеннеди прибыло оборудование для лунной миссии Artemis III
  • 02.05 13:08
  • 1
«Ведьмак 3» запустили на российском процессоре «Иртыш»
  • 02.05 12:49
  • 1
Российские ученые изобрели патрон для гладкоствола, «ослепляющий» FPV-дроны
  • 02.05 12:40
  • 1
«Ростех» назвал условие для гарантированного обнаружения БПЛА
  • 02.05 09:14
  • 1
Правит сигнал: фронтовые инженеры увеличили радиус применения ударных БПЛА
  • 02.05 09:01
  • 1
Российский беспилотник "Молния-2" обошел противодронную защиту ВСУ (Forbes, США)
  • 02.05 08:31
  • 1
До начала СВО отрасль БПЛА была "на окраинах", заявил Медведев
  • 02.05 06:49
  • 2
Искусственный интеллект на поле боя
  • 02.05 00:02
  • 0
Комментарии к "В ВСУ допустили сценарий российского ядерного удара" и "На Западе обсуждают слова замкомандующего ВС ВСУ об опасности применения ТЯО РФ"