英国科学家发现低重力下氧气产量下降
英国格拉斯哥大学的科学家们透露，由于重力较弱，水的电解会在月球和火星上产生更少的氧气，或者会比地球上的能量更密集。 结果, 已出版 在自然通信中，让我们提前了解太空殖民地在消耗太阳系天体上可用资源时将面临的问题。
氧泡在浸入水中的电极表面的行为取决于重力，这直接影响电化学制氧的效率。 虽然研究人员在抛物线飞行期间在零重力条件下对电解槽进行了实验，但没有关于它们如何在低重力下工作的数据。
在微重力下，氧气气泡形成的主要因素不是浮力，这取决于重力，而是界面张力的力量，界面张力在气泡生长时将气泡保持在电极表面。 结果，在电极周围形成厚层气泡泡沫，这减小了电催化面积并增加了欧姆电阻（即DC能量损失）和阳极过电压，这对应于用于电解的额外能量成本。 在离心机中模拟的超重力条件下，电解的效率相反会增加。
为了模拟比地球更小的吸引力，研究人员在抛物线飞行中使用了离心机，其中放置了四个电解槽。 研究了电解槽的两种操作模式—恒电位和恒电流。 在第一种情况下，系统保持电极电位的恒定值，并在第二—电流强度。 虽然在工业系统中更经常使用恒电位模式，但在恒电位模式中低于一定水平的电压控制可能是重要的，以便减少电解质的分解并避免出现使清洁复杂化的不希望的杂质。 此外，它可能有助于月球风化岩中氧化物的不完全还原，作为提取氧气的最有效方法。
事实证明，在恒电位状态下的月球和火星重力（0.166g和0.376g）条件下，与陆地条件（1g）相比，氧气产量可以减少约11和6％。 在恒流模式下，由于较高的工作电位，可能会增加能耗。 在低重力条件下，这样的成本可能是显着的，在设计空间电解槽时应考虑到这一点。 科学家认为，在某些情况下，减少氧气的产生甚至可能是可取的。
