火星水也可製造燃料和氧氣!“移民火星”越來越現實_風聞
Science_北京-不惧过往,不畏将来!2020-12-02 15:51


研究人員開發了一種新型鹽水電解系統,可直接用火星鹽水生產氧氣和氫氣。該技術也適用於海水電解。
藉助新型鹽水電解系統,宇航員有望直接用火星鹽水生產燃料和氧氣。
談到水和火星,人們總是喜憂參半——喜的是,火星上有水;憂的是,水在火星上。在這顆紅色行星的表面,未結冰的水富含鹽分。然而,含鹽水無法直接飲用,必須先用電解法將其分解為氧氣(供呼吸)和氫氣(用作燃料),但這一過程在惡劣的環境條件下顯得繁瑣而昂貴。
美國華盛頓大學的工程師Vijay Ramani等開發了一種新型鹽水電解系統,並在模擬火星大氣環境中(-33華氏度)進行了測試。新系統可以直接利用火星水製造燃料和氧氣。相關研究成果於當地時間11月30日刊登在《美國國家科學院院刊》中。
2008年夏,美國宇航局的鳳凰號火星着陸器“品嚐”了火星水。此後,歐洲航天局陸續在火星發現了幾處地下水塘,由於高氯酸鎂的存在,其中的水仍維持着液態。為了在火星上生活(或是短暫停留),宇航員必須獲得水和燃料等必需品的支持。因此,美國宇航局的“毅力號”火星車攜帶着高温電解儀器,踏上了前往火星的路途。
然而,火星氧氣原位資源利用實驗(MOXIE)只能利用空中的二氧化碳產生氧氣。而Ramani團隊開發的系統,在同樣的功率下,產生的氧氣大約是MOXIE的25倍。而且,它還能產生氫氣,為宇航員提供燃料。“新型鹽水電解槽採用了釕酸鉛焦綠石陽極和覆鉑碳陰極。”Ramani説,“這些精心設計的組件,加上傳統電化學工程原理的合理使用,使新系統具備了高性能。”
新型電解系統無需加熱或淨化水源就能正常工作,而且能夠適應火星環境中的鹽水,這將顯著提高系統的經濟價值。論文作者Shrihari Sankarasubramanian表示:“水中溶解的高氯酸鹽雖然是雜質,但在火星環境中卻大有可為。它不僅可以防止水結冰,還能通過降低電阻提高電解系統的性能。”
“我們開發的火星鹽水電解系統,有望從根本上改變火星任務的後勤計算法則。”Ramani説,“這項技術也可以在地球上使用,它為將海洋作為氧氣和燃料的來源奠定了基礎。”
研究人員表示,鹽水電解系統不僅在國防領域具有潛在應用價值(如:為潛艇提供氧氣),還可以為人類的深海探索任務提供氧氣保障。
編譯:雷鑫宇
審稿:西莫
責編:陳之涵
期刊來源:《美國國家科學院院刊》
期刊編號:0027-8424
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https://phys.org/news/2020-11-tech-oxygen-fuel-mars-salty.html
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