Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2672
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
  • 23.09 00:16
  • 1
Минфин готовит изменения в Налоговый кодекс по учету расходов на оборону объектов от атак
  • 22.09 20:21
  • 2
С мощным ракетным арсеналом: Россия предлагает на экспорт подлодку «Амур-1650»
  • 22.09 20:09
  • 5
Россия прекратит производство самолетов Ан-148
  • 22.09 19:53
  • 1
Гиперзвуковой кошмар для Киева: как ракеты РМ-48У истощают ПВО Украины
  • 22.09 19:31
  • 0
Комментарий к "Главные промахи режиссёров, решивших переснять легенды СССР"
  • 22.09 18:59
  • 0
Комментарий к "НАТО: немецкий генерал избран военным советником Марка Рютте на фоне "российской угрозы" (Le Figaro, Франция)"
  • 22.09 18:55
  • 1
Российский самолет назвали идеальным перехватчиком дронов
  • 22.09 12:24
  • 1
Колёса со встроенным приводом: Финляндия разработала наземную платформу ESOX X2
  • 22.09 11:23
  • 2
Индонезия ищет иностранное финансирование для приобретения истребителей Rafale и Mirage 2000
  • 22.09 08:33
  • 5
Угроза от ИИ превзошла ожидания человечества
  • 22.09 08:01
  • 1
Проверено войной. Какое оружие показала миру Россия
  • 22.09 05:27
  • 0
Комментарий к "Восстановление военной мощи Германии вызывает беспокойство у ее соседей (The Wall Street Journal, США)"
  • 22.09 03:15
  • 0
Комментарий к "Танк, мотоциклы и дроны: Франция тестирует новую тактику прорыва"
  • 22.09 01:30
  • 0
Комментарий к "Не только Украина: почему Европа готовится к военной эскалации? (CNN, США)"
  • 22.09 00:31
  • 0
Комментарий к "Посольство России: Франция намерена углублять сотрудничество с ВПК Украины"