Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2558
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
  • 11.08 02:51
  • 0
Комментарий к "Российские ЗРК С-400 достигли беспрецедентного поражения целей благодаря новому методу наведения на загоризонтной дальности (Military Watch Magazine, США)"
  • 11.08 01:29
  • 0
Комментарий к "Как российские баллистические ракеты находят бреши в противовоздушной обороне Украины (CNN, США)"
  • 11.08 00:31
  • 1
Турция стала ограничивать судоходство в Черном море на фоне участившихся атак (Bloomberg, США)
  • 11.08 00:23
  • 1
Турция продала Украине опасное оружие – установки M270 MLRS и ракеты ATACMS
  • 11.08 00:18
  • 1
Подсчитаны все танки, поставленные ВСУ западными странами
  • 11.08 00:18
  • 1
Как российские баллистические ракеты находят бреши в противовоздушной обороне Украины (CNN, США)
  • 11.08 00:15
  • 1
Российские ЗРК С-400 достигли беспрецедентного поражения целей благодаря новому методу наведения на загоризонтной дальности (Military Watch Magazine, США)
  • 11.08 00:10
  • 0
Комментарий к "Распад Российской империи начался задолго до приезда Ленина в Петроград в апреле 1917 года"
  • 10.08 22:05
  • 0
Комментарий к "Забытый урок Галилея: почему современная наука рискует снова оказаться на костре инквизиции"
  • 10.08 20:57
  • 0
Комментарий к "НЕЗАБЫВАЕМОЕ"
  • 10.08 20:04
  • 1
Для немецкого бундесвера закупят крупную партию БТР Boxer и БМП Puma
  • 10.08 20:02
  • 0
Комментарий к "НЕМНОГО О ЛОГИКЕ И НАЦИОСТРОИТЕЛЬСТВЕ"
  • 10.08 19:57
  • 1
Комментарий к "Искусственность есть, а интеллекта нет — Кургинян об ИИ"
  • 10.08 19:48
  • 1
Турция поделится с Украиной РСЗО М270 с оперативно-тактическими ракетами ATACMS
  • 10.08 19:40
  • 2
Противник подтверждает способность КАЗ «Арена-М» сбивать FPV-дроны