一个不需要纯水的电解系统可能会改变勘探的游戏规则。
说到水和火星,有好消息也有坏消息。好消息是: 火星上有水!不太好的消息?
火星上有水。
这个红色星球非常寒冷,不结冰的水几乎肯定充满了来自火星土壤的盐,这降低了它的冰点温度。
你不能喝咸水,通常使用电(电解)将其分解成氧(呼吸)和氢(燃料)的方法需要去除盐:在恶劣、危险的环境中,这是一项繁琐、昂贵的努力。
然而,如果能够直接从盐水中强制提取氧和氢,那么盐水电解过程就不会那么复杂一一也不会那么昂贵。
位于圣路易斯的华盛顿大学麦凯尔维工程学院的工程师们已经开发出了一个能够实现这一点的系统。
由罗马大学能源、环境和化学工程系教授维贾伊拉马尼(VijayRamani)和雷蒙德·H·威特科夫(RaymondHWittcof)领导的研究小组,并没有简单地在典型的陆地条件下验证其盐水电解系统,而是在零下33摄氏度(零下36摄氏度)的模拟火星大气层中对该系统进行了检测。
拉马尼说:“我们的火星盐水电解槽从根本上改变了火星及其他地方任务的后勤计算。”“这项技术在地球上同样有用,因为它使海洋成为可行的氧气和燃料来源
在2008年夏天,美国宇航局的凤凰号火星着陆器“触摸和品尝”火星水,蒸汽从融化的冰挖出的着陆器。自那以后,欧洲航天局(European SpaceAgency)的火星快车(Mars Express)发现了几个地下水池,由于存在高氯酸镁(盐),这此水仍外干液态
为了在火星上生活(甚至是暂时生活),更不用说返回地球,宇航员将需要在这个红色星球上制造一些必需品,包括水和燃料。美国宇航局的“毅力号”探测车正在前往火星的途中,携带着使用高温电解的仪器。然而,火星氧气原位资源利用实验(MOXIE)将只生产氧气,从空气中的二氧化碳。
Ramani实验室开发的这个系统可以产生比MOXIE多25倍的氧气,使用同样的能量。还可以产生氢气,这些氢气可以用来为宇航员返回地球的旅程提供燃料。
拉马尼说:“我们的新型盐水电解槽采用了我们的团队与碳阴极上的铂共同开发的钌酸铅烧绿石阳极。”。这些精心设计的部件加上传统电化学工程原理的最佳使用已经产生了这种高性能
精心的设计和独特的阳极使系统无需加热或净化水源即可运行。
“矛盾的是,水中溶解的高氯酸盐,即所谓的杂质,实际上对火星这样的环境有帮助,”拉马尼小组的研究科学家、该论文的联合第一作者施里哈它们可以防止水结冰”他说,“还可以通过降低电阻来改善电解槽系统的性能。”
通常,水电解槽使用高度纯化的去离子水,这增加了系统的成本。一个可以使用“次优”或盐水的系统,比如拉马尼团队展示的技术,可以显著提高各地水电解装置的经济价值主张一-即使是在地球上。
这项研究的联合第一作者,他说:“我们已经在火星上的苛刻条件下演示了这些电解器,我们打算在地球上温和得多的条件下部署它们,利用咸水或盐水来生产氢气和氧气,例如通过海水电解。”。
这样的应用在国防领域可能是有用的,例如在潜艇中创造需要的氧气。它也可以提供氧气,因为我们探索未知的环境更接近家园,在深海。
使盐水电解槽系统成为可能的基础技术是通过技术管理办公室申请专利的主题,并可从大学获得许可证。
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