Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2629
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
  • 06.09 05:17
  • 0
Комментарий к "Почему Сталина ненавидят до сих пор? Возможно, дело совсем не в 1937 годе? Тогда в чём? Подумаем вместе"
  • 06.09 02:17
  • 8
Ан-2 получит отечественный двигатель ВК-800 и снова пойдет в серию в модернизированном виде
  • 05.09 18:28
  • 1
АК-12+ vs АК-12: Утолщенный ствол, резьба под ДТК, отказ от гранатомета и повышенная кучность стрельбы
  • 05.09 16:18
  • 16395
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 05.09 16:03
  • 17
Оффлайн нейросеть без цензуры на личном ПК или ноутбуке
  • 05.09 14:44
  • 1
Вучич заявил, что в Сербии откроют совместный с КНР завод по производству роботов, БЛА и батарей
  • 05.09 14:38
  • 1
Современная замена устаревшим Ан-24: Ил-114-300 получил уникальную систему навигации без спутников
  • 05.09 14:23
  • 1
Путин указал на необходимость развития системы ПВО
  • 05.09 11:08
  • 137
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 04.09 21:12
  • 0
В дополнение к "О современном воздушном бое"
  • 03.09 23:07
  • 0
Комментарий к "Предложение Рэтклиффа, Украина и будущее НАТО (Asia Times, Гонконг)"
  • 03.09 16:36
  • 0
Контур угроз
  • 03.09 16:28
  • 1
Под знаком качества: "Восход" после заката
  • 03.09 16:20
  • 1
Владимир Путин: если Армения не заинтересована в российской военной базе в Гюмри, ее там не будет
  • 03.09 15:44
  • 1
В ответ на «диверсию» в Лейпциге ФРГ поставит на Украину ракеты к ЗРК IRIS-T