Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2417
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
  • 12.06 00:46
Комментарий к "Перечислено вооружение «телохранителя» российских Су-34"
  • 11.06 22:09
  • 16062
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 11.06 18:57
  • 2
Про 64 часа новых полетов МС-21-310 и про загруженность авиазаводов в Иркутске и Комсомольске-на-Амуре
  • 11.06 13:56
  • 33
Российский сверхзвуковой пассажирский самолет — преемник Ту-144 — будет летать со скоростью 2500 км/ч на расстояние свыше 8500 км
  • 11.06 12:17
  • 1
В ходе конфликта России и Украины беспилотники вторгаются в соседние страны (The New York Times, США)
  • 11.06 10:46
  • 1
Украина автоматизировала перехват российских «Гераней»
  • 11.06 09:09
  • 1
Единый евроистребитель развалился до взлета
  • 11.06 06:36
  • 0
Комментарий к "Новые истребители Су-30СМ2 ВМФ России возглавили учения Балтийского флота по имитации атак на цели НАТО (Military Watch Magazine, США)"
  • 11.06 05:29
  • 0
Комментарии к "ОСК представила на МВМС "ФЛОТ-2026" проект НАПЛ "Амур 1650" с ВПУ и ВНЭУ" и "В России представили подлодку «Амур-1650»"
  • 11.06 00:32
  • 0
Комментарий к "«Ростех» рассказал об универсальности «Панциря-МЕ»"
  • 10.06 13:37
  • 2
«Ударная» турбина: как одна деталь перекрыла газовый вентиль Западу
  • 10.06 12:28
  • 6
Пока власти тянут бесконечную резину с "Байкалом", в Омске создали "Русскую Арктику" - дешевле и надёжнее
  • 10.06 12:11
  • 2
Жидкостные 17-тонные ракеты Ghadr с БЧ в 1000 килограмм ударили по Израилю
  • 10.06 10:42
  • 1
В войска начали поступать комплекты нового обмундирования «Новатор»
  • 10.06 09:13
  • 2
Названы задачи Су-75 в ходе СВО