Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2712
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
  • 09.10 22:09
  • 0
Комментарий к "НАТО может перерезать важнейшую для России Балтийскую артерию "в течение нескольких часов" после начала атаки (The Times, Великобритания)"
  • 09.10 21:22
  • 16418
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 09.10 20:55
  • 0
Комментарий к "Рубио призывает Европу пробудиться ото "сна" и сохранить господство Запада (The New York Times, США)"
  • 09.10 18:47
  • 0
Как оказалось - необходимо внести ясность касательно физики и механики. :(
  • 09.10 16:19
  • 1
Комментарий к "Как изменятся танки для участия в войнах будущего"
  • 09.10 14:39
  • 1
Аккумуляторы создают в России новое ГОЭЛРО
  • 09.10 14:11
  • 1
Украина инвестирует не менее 93,3 млн. евро в развертывание производства боеприпасов на территории Литвы
  • 09.10 13:44
  • 5
Польша представила новую тяжелую боевую машину пехоты
  • 09.10 13:15
  • 1
Комментарий к "Почему Россия должна быть готова применить ядерное оружие"
  • 09.10 13:02
  • 2
Кушнер и Дмитриев допустили перезапуск «Северного потока» за счёт денег из США
  • 09.10 12:55
  • 1
Евкуров рассказал о новой тактике Армии России в зоне спецоперации
  • 09.10 12:31
  • 1
Рубио призывает Европу пробудиться ото "сна" и сохранить господство Запада (The New York Times, США)
  • 09.10 12:16
  • 2
CyberBoat 330: надводный дрон из Питера
  • 09.10 11:50
  • 1
Трамп готов записать во враги всех, кто не будет называть ИИ «суперинтеллектом»
  • 09.10 04:00
  • 0
Ответ на "НЭП поднял советскую экономику после разрухи. Почему Сталин решил от него отказаться?"