Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

1877
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
  • 22.06 15:48
  • 356
Израиль усиливает меры безопасности в связи с опасениями ударов со стороны Ирана
  • 22.06 15:25
  • 1493
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 22.06 15:13
  • 43
Глава Ростеха анонсировал возобновление выпуска самолётов радиолокационного обнаружения и управления А-50У
  • 22.06 15:02
  • 316
Космонавтика Илона Маска
  • 22.06 14:48
  • 15
Российские разведывательно-ударные мультикоптеры предложат на экспорт
  • 22.06 14:00
  • 1008
Израиль "готовился не к той войне" — и оказался уязвим перед ХАМАС
  • 22.06 13:56
  • 9474
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 22.06 09:01
  • 1
Ответ на "Боец Чех: ПТРК "Фагот" позволяют поражать любую технику ВСУ"
  • 22.06 04:03
  • 322
Главком ВМФ России: проработан вопрос о создании нового авианосца
  • 22.06 02:52
  • 4155
Оценка Советского периода в истории России.
  • 21.06 21:02
  • 2
Китай создал портативную нейтронную пушку, работающую на водородно-литиевой ядерной реакции
  • 21.06 18:01
  • 53
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 21.06 15:36
  • 1
В Китае разработана технология, значительно увеличивающая возможность обнаружения американских самолётов-невидимок F-22
  • 21.06 07:28
  • 13
Чубайс не виноват
  • 21.06 05:18
  • 1
Боец Чех: ПТРК "Фагот" позволяют поражать любую технику ВСУ