Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2534
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
  • 01.08 00:27
  • 0
Комментарий к "Один стационарный С-200 закрывал площадь сорока дивизионов С-75"
  • 31.07 19:20
  • 0
Комментарий к "Модернизацию атомного подводного флота назвали важнейшей задачей для развития ВМФ"
  • 31.07 19:02
  • 2
Россия объявила о первой за 40 лет программе создания эсминцев. Срочно требуются: океанские боевые корабли (Military Watch Magazine, США)
  • 31.07 18:51
  • 0
Комментарий к "Россия объявила о первой за 40 лет программе создания эсминцев. Срочно требуются: океанские боевые корабли (Military Watch Magazine, США)"
  • 31.07 18:37
  • 16347
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 31.07 18:09
  • 1
Госкомвоенпром: ОАО "АЛЕВКУРП" усовершенствовало оптико-электронную систему для ЗРК
  • 31.07 18:00
  • 1
Модернизацию атомного подводного флота назвали важнейшей задачей для развития ВМФ
  • 31.07 17:37
  • 1
Морские получения: Каспийская флотилия обзавелась собственной авиацией
  • 31.07 17:18
  • 1
Минобороны: Россия обладает опытом создания масштабных группировок ПВО
  • 31.07 07:33
  • 0
Комментарий к "Чем же была более всего сильна промышленность Российской империи"
  • 31.07 05:53
  • 0
Комментарий к "Чего Европе ждать от задуманной США “НАТО 3.0”? (The Spectator, Великобритания)"
  • 31.07 05:08
  • 0
Комментарий к "Могла ли Россия потерпеть поражение в Первой Мировой Войне?"
  • 31.07 01:56
  • 0
Комментарий к "Почему Суворов взял «неприступный» Измаил, имея меньше солдат, чем защитников"
  • 31.07 01:37
  • 1
Чего Европе ждать от задуманной США “НАТО 3.0”? (The Spectator, Великобритания)
  • 31.07 01:19
  • 1
Болгария подключилась к нефтепроводу НАТО (Дума, Болгария)