Выбирай : Покупай : Используй
в фокусе
0

Найден способ получить кислород на Марсе

Новая система электролиза сможет производить водород и кислород прямо из соленой марсианской воды, и она работает при очень низкой температуре. Это означает, что астронавтам при высадке на Марс не понадобится дорогостоящее и тяжелое оборудование для производства кислорода, а также запас топлива для возвращения домой.

Уже доказано, что на Марсе все-таки есть вода. Она находится там не только в виде льда, но и в жидком состоянии: станция «Марс-экспресс» Европейского космического агентства обнаружила подземные водоемы, где в воде было много перхлората магния, т.е. магниевой соли хлорной кислоты.

Чтобы какое-то время находиться на Красной планете, астронавтам нужно прямо там производить самое необходимое, в том числе воду и топливо — все-таки масса оборудования, которое астронавты везут с собой, имеет критическое значение при космических миссиях. В настоящее время на Марс запущен новый марсоход Perseverance с экспериментальным оборудованием — кислород планируется производить прямо из атмосферы Красной планеты.

При обычном электролизе, чтобы соленая вода разложилась на кислород и водород, нужно удалить из нее соль — это обязательное условие. На Марсе эта очистка станет мероприятием обременительным и дорогостоящим. Но если бы кислород и водород можно было напрямую извлечь из соленой воды, этот процесс стал бы гораздо менее сложным и дорогим, чем его производство из марсианской атмосферы.

Специалисты из Школы инженерии Маккелви Вашингтонского университета (США) разработали систему, которая способна на это. Причем новая система электролиза не просто проверена в типичных земных условиях — ученые доказали ее работоспособность в смоделированной атмосфере Марса при температуре -36 °C. Работа опубликована в PNAS. Кстати, технология пригодится и здесь, на Земле, где с ее помощью моря и океаны превращаются в источник кислорода и топлива. Но, конечно, гораздо более интересен потенциал электролизера как устройства, способного радикально изменить логистику марсианских миссий.

Новая система способна произвести в 25 раз больше кислорода, чем та, которая используется в Perseverance. При этом ей нужно такое же количество энергии. Также разработка позволяет получить водород, который можно использовать для перелета астронавтов домой.

Система MOXIE на марсоходе Perseverance. Воздушный насос втягивает углекислый газ из марсианской атмосферы, который затем подается в твердооксидный электролизер (SOXE), где электрохимическим способом расщепляется для получения чистого кислорода. Изображение: NASA

Электролизер для соленой воды включает в себя анод из пирохлора рутената свинца (собственную разработку инженеров) и платиново-угольный катод. Благодаря тому, что конструкция электролизера тщательно продумана, а анод уникален в своем роде, система позволяет получить кислород и водород прямо из соленой воды — ее не нужно нагревать и очищать от соли.

Парадокс, но растворенные в воде перхлораты, так называемые примеси, действительно помогают в такой среде, как атмосфера Марса. Они не дают воде замерзать и улучшают производительность системы электролиза за счет снижения электрического сопротивления.

Обычно в водяных электролизерах используется деионизированная вода высокой степени очистки, и такие системы стоят дороже. Новая разработка, способная работать с неочищенной водой, поможет снизить себестоимость процесса не только на Марсе, но и здесь, на Земле. Сейчас ее авторы думают о продвижении новой системы в контексте использования морской воды для получения водорода и кислорода на Земле. В частности, система может найти свое применение в оборонной отрасли, где она поможет производить кислород на подводных лодках.

 Распечатать
Комментарии