Войти

Раскрыты проблемы при производстве кислорода на Луне и Марсе

2510
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
  • 19.07 13:08
  • 16304
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 19.07 03:37
  • 0
Комментарий к "Могла ли Россия избежать участия в Первой Мировой?"
  • 19.07 03:03
  • 0
Комментарий к "«Лучше быть голодными, чем русскими»: Шахназаров узнал от латыша, почему Латвия так относится к России"
  • 19.07 02:33
  • 0
Комментарий к "Мифы о нелепых атаках"
  • 19.07 01:54
  • 0
Комментарий к "ИХ ПЛАНЫ"
  • 19.07 01:42
  • 0
Комментарий к "Почему Александр Зиновьев 21 год воевал с СССР, а вернулся его защищать"
  • 19.07 00:02
  • 0
Комментарий к "Бюсты Николая II по всей России — символ возрождения или подготовка к краху"
  • 18.07 23:53
  • 6
Пентагон впервые за 20 лет скрыл отчет о недостатках истребителей F-35
  • 18.07 22:42
  • 0
На тему "Интересных нестыковок в описании событий Великой Отечественной войны"
  • 18.07 21:11
  • 0
Комментарий к "В СССР долго думали, но все же отказались от одного из самых технологичных танков своего времени. Чем не угодил Т-64 так и не став основным"
  • 18.07 19:26
  • 0
Комментарий к "Три направления: где может посыпаться украинская оборона"
  • 18.07 18:31
  • 0
Комментарий к "На Западе оценили планы ударов украинской FP-9 по Москве и Санкт-Петербургу"
  • 18.07 07:31
  • 1
Комментарий к "Советские асы сбили 45 самолётов США, потеряв один. Поражение которое Америка не может забыть"
  • 18.07 07:27
  • 1
Комментарий к "Снова «Трудно быть богом». Как новый сериал обойдется с книгой Стругацких"
  • 18.07 03:26
  • 1
Российский микровертолет преодолеет минные поля