Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2590
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
  • 22.08 08:12
  • 5
В России приступили к сборке первых самолетов Як-130М
  • 22.08 07:44
  • 2
"Военная хроника": Связка Су-25 и БПЛА "Герань" увеличивает дальность поражения
  • 22.08 07:29
  • 2
Приполярные районы Луны посчитали идеальным местом для выживания земных микробов
  • 22.08 00:46
  • 1
Замглавы МО РФ обсудил с послом Шри-Ланки перспективы военного сотрудничества
  • 22.08 00:03
  • 1
Российские военные научили робота «Курьер» автоматически уничтожать дроны
  • 21.08 23:33
  • 1
Цель определена: Украина разместит предприятие по производству БПЛА в Финляндии
  • 21.08 23:30
  • 1
За время СВО "Ланцеты" применены уже более 5 тысяч раз
  • 21.08 23:20
  • 0
Комментарий к "The Atlantic рассказал о «страшном сне НАТО»"
  • 21.08 23:02
  • 3
«Полевая артиллерия будущего»: САУ AS9 Huntsman поступила в австралийскую армию
  • 21.08 21:54
  • 0
Комментарий к "Кто победит в дуэли Су-57 против Dassault Rafale? Ответ может удивить (The National Interest, США)"
  • 21.08 21:30
  • 135
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 21.08 18:02
  • 0
Комментарий к " "Именно этого Москва не хочет". Этим учением НАТО посылает четкий сигнал (Die Welt, Германия)"
  • 21.08 18:01
  • 0
Комментарий к "Америка должна выйти из НАТО и перестать играть роль мирового жандарма на Ближнем Востоке (19FortyFive, США)"
  • 21.08 17:05
  • 16388
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 21.08 14:11
  • 3
Путин дразнит НАТО военным кораблем с гиперзвуковыми ракетами на борту (The Telegraph UK, Великобритания)