[Научно-популярное, Космонавтика, Химия] Подземные воды Марса могут стать хорошим источником кислорода
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 4 месяца
Сообщений: 27286
Учёные Университета Вашингтона в Сент-Луисе, штат Миссури, разработали новый способ получения кислорода и водорода в условиях марсианских подземных озёр. Для этого используют оксид свинца-рутения в качестве электрокатализатора. Новый метод оказался в 25 раз эффективнее, чем в случае MOXIE, запущенной в рамках миссии «Марс-2020», утверждают учёные в статье, опубликованной в журнале PNAS. Экспериментальную установку MOXIE создали в НАСА для решения задачи жизнеобеспечения человека на Марсе она получает кислород из углекислой атмосферы планеты путём электролиза. В идеале такая установка должна обеспечивать людей кислородом для дыхания и топливом для энергообеспечения. Её отправили с марсоходом «Персеверанс» (Perserverance) 30 июля 2020 года. Исследователи из Университета Вашингтона разработали новую установку для получения кислорода и водорода из соляного раствора, который близок по составу и температуре раствора из марсианских озёр. В его качестве использовали раствор перхлората магния с концентрацией 2,8 моль на литр, который был охлаждён до −36 °C и продувался углекислым газом — последний играл роль атмосферы планеты. Электрокатализатором реакции получения кислорода выступал оксид свинца-рутения Pb2Ru2O7-δ, а для получения водорода использовалась платина на активированном угле, которая считается стандартным катализатором для этой реакции. В качестве сепаратора между катодом и анодом использовалась анионообменная мембрана.
Схема установки. На аноде (красная часть) вырабатывается кислород, на катоде (синяя) — водородУчёные проанализировали работу установки при температурах раствора от −36 до −21 °C обнаружили, что оксид свинца-рутения гораздо энергоэффективнее, чем использующийся обычно оксид рутения. При этом достигнутые темпы выработки в зависимости от температуры раствора оказались 10-22 грамма кислорода в час, что в 25 раз больше, чем у MOXIE. Выход по току — отношение теоретически необходимого заряда для осуществления реакции окисления или восстановления к фактически пропущенному в установке — в данном случае составил 70%. Таким образом, для работы установки необходимо всего 12 Вт энергии, рассчитали учёные, в то время как для MOXIE — 300 Вт. Это позволит сделать установку меньше и легче: для работы с теми же темпами, что у MOXIE, установка должна обладать электродами с площадью от 28 до 62 квадратных сантиметров (у устройства миссии «Марс-2020» — 571 квадратный сантиметр) . В то же время для обеспечения жизнедеятельности человека на Марсе площадь установки должна составлять от 375 до 1235 квадратных сантиметров. Это достаточно большой разброс: он обусловлен тем, что в той или иной точке Марса температура подземных вод и их состав могут различаться. Однако в любом случае масса и размеры устройства будут меньше, чем при использовании технологии, заложенной в MOXIE. Кроме того, учёные не обнаружили следов рутения в растворе после 300-минутной работы устройства — по словам исследователей, это говорит о том, что установка оказалась устойчива к деградации катализатора. К тому же кислород на выходе не требует дополнительной очистки, в отличие от MOXIE — там в ходе электролиза вырабатывается угарный газ, который нужно отфильтровывать. Новый метод получения кислорода будет ещё долго тестироваться, отмечают учёные: ещё предстоит узнать, насколько он надёжен и снижается ли его эффективность со временем. Учёные признают, что мембрана, выступавшая сепаратором катода и анода, была защищена от воздействия углекислого газа, что может оказаться маловероятным в полевых условиях на Марсе. А учитывая условия на планете, ошибок и неисправностей в работе установки быть не должно. На данный момент разработчики установки ведут активное сотрудничество с НАСА, которое хочет отправить людей к Марсу к 2033 году.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Космонавтика, Транспорт] На починку корабля «Орион» у НАСА уйдут месяцы
- [Научно-популярное, Биотехнологии, Искусственный интеллект, Здоровье] Алгоритм AlphaFold от DeepMind решил 50-летнюю задачу фолдинга белка
- [Научно-популярное] А есть ли интеллект и прогресс? или по мотивам «Будущего здесь нет или что останавливает прогресс»
- [Математика, Научно-популярное] Подробнее о тайном математическом обществе, известном под именем «Никола Бурбаки» (перевод)
- [Научно-популярное, Астрономия] На новой галактической карте Земля оказалась на 2 тысячи световых лет ближе к центру Млечного Пути
- [Научно-популярное, Космонавтика] Настоящий космический звук и результаты возврата ступени Electron
- [Научно-популярное, Физика] Почему Вселенная левосторонняя? (перевод)
- [Научно-популярное, Космонавтика] Спутник-ретранслятор. Запуски года: 98 всего, 4 от Японии
- [Робототехника, Научно-популярное] Мечтают ли андроиды о нирване?
- [Научно-популярное, Здоровье] Молоко: пастеризация, туберкулез и болезни ЖКТ
Теги для поиска: #_nauchnopopuljarnoe (Научно-популярное), #_kosmonavtika (Космонавтика), #_himija (Химия), #_mars (Марс), #_kislorod_na_marse (кислород на Марсе), #_polet_k_marsu (полет к Марсу), #_nauchnopopuljarnoe (
Научно-популярное
), #_kosmonavtika (
Космонавтика
), #_himija (
Химия
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 07-Июл 05:15
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 4 месяца |
|
 Учёные Университета Вашингтона в Сент-Луисе, штат Миссури, разработали новый способ получения кислорода и водорода в условиях марсианских подземных озёр. Для этого используют оксид свинца-рутения в качестве электрокатализатора. Новый метод оказался в 25 раз эффективнее, чем в случае MOXIE, запущенной в рамках миссии «Марс-2020», утверждают учёные в статье, опубликованной в журнале PNAS. Экспериментальную установку MOXIE создали в НАСА для решения задачи жизнеобеспечения человека на Марсе она получает кислород из углекислой атмосферы планеты путём электролиза. В идеале такая установка должна обеспечивать людей кислородом для дыхания и топливом для энергообеспечения. Её отправили с марсоходом «Персеверанс» (Perserverance) 30 июля 2020 года. Исследователи из Университета Вашингтона разработали новую установку для получения кислорода и водорода из соляного раствора, который близок по составу и температуре раствора из марсианских озёр. В его качестве использовали раствор перхлората магния с концентрацией 2,8 моль на литр, который был охлаждён до −36 °C и продувался углекислым газом — последний играл роль атмосферы планеты. Электрокатализатором реакции получения кислорода выступал оксид свинца-рутения Pb2Ru2O7-δ, а для получения водорода использовалась платина на активированном угле, которая считается стандартным катализатором для этой реакции. В качестве сепаратора между катодом и анодом использовалась анионообменная мембрана.  Схема установки. На аноде (красная часть) вырабатывается кислород, на катоде (синяя) — водородУчёные проанализировали работу установки при температурах раствора от −36 до −21 °C обнаружили, что оксид свинца-рутения гораздо энергоэффективнее, чем использующийся обычно оксид рутения. При этом достигнутые темпы выработки в зависимости от температуры раствора оказались 10-22 грамма кислорода в час, что в 25 раз больше, чем у MOXIE. Выход по току — отношение теоретически необходимого заряда для осуществления реакции окисления или восстановления к фактически пропущенному в установке — в данном случае составил 70%. Таким образом, для работы установки необходимо всего 12 Вт энергии, рассчитали учёные, в то время как для MOXIE — 300 Вт. Это позволит сделать установку меньше и легче: для работы с теми же темпами, что у MOXIE, установка должна обладать электродами с площадью от 28 до 62 квадратных сантиметров (у устройства миссии «Марс-2020» — 571 квадратный сантиметр) . В то же время для обеспечения жизнедеятельности человека на Марсе площадь установки должна составлять от 375 до 1235 квадратных сантиметров. Это достаточно большой разброс: он обусловлен тем, что в той или иной точке Марса температура подземных вод и их состав могут различаться. Однако в любом случае масса и размеры устройства будут меньше, чем при использовании технологии, заложенной в MOXIE. Кроме того, учёные не обнаружили следов рутения в растворе после 300-минутной работы устройства — по словам исследователей, это говорит о том, что установка оказалась устойчива к деградации катализатора. К тому же кислород на выходе не требует дополнительной очистки, в отличие от MOXIE — там в ходе электролиза вырабатывается угарный газ, который нужно отфильтровывать. Новый метод получения кислорода будет ещё долго тестироваться, отмечают учёные: ещё предстоит узнать, насколько он надёжен и снижается ли его эффективность со временем. Учёные признают, что мембрана, выступавшая сепаратором катода и анода, была защищена от воздействия углекислого газа, что может оказаться маловероятным в полевых условиях на Марсе. А учитывая условия на планете, ошибок и неисправностей в работе установки быть не должно. На данный момент разработчики установки ведут активное сотрудничество с НАСА, которое хочет отправить людей к Марсу к 2033 году. =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Научно-популярное ), #_kosmonavtika ( Космонавтика ), #_himija ( Химия ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 07-Июл 05:15
Часовой пояс: UTC + 5