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来自研究机构

预测月球和火星上的析氧电解效率

日期:
2022年2月8日
来源:
曼彻斯特大学
简介:
科学家们今天提供了更多关于建立一条途径产生氧气的可能性的见解,以便人类有可能在月球或火星上长期居住。
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完整的故事

曼彻斯特大学和格拉斯哥大学的科学家们今天提供了更多关于建立一条途径产生氧气的可能性的见解,以便人类有可能将月球或火星长期称为“家”。

在太空旅行比以往任何时候都更容易实现的时代,创造一个可靠的氧气来源可以帮助人类在地球外建立宜居的栖息地。电解是一种流行的电位方法,它涉及将电通过化学系统来驱动反应,可用于从月球岩石中提取氧气或将水分解为氢和氧。这对于生命维持系统和火箭推进剂的原位生产都是有用的。

然而,直到现在,月球上的重力场有多低(1/6)th地球引力的三分之一)和火星引力的三分之一理查德·道金斯与地球上已知的条件相比,地球引力(地球引力)可能会影响气体演化的电解,这一点尚未得到详细的研究。较低的重力会对电解效率产生重大影响,因为气泡会粘在电极表面并形成电阻层。

一项新研究今天发表在自然通讯展示了来自曼彻斯特大学和格拉斯哥大学的一组研究人员如何进行实验,以确定可能赋予生命的电解方法在失重条件下的作用。

该项目的首席工程师Gunter Just说:“我们设计并建造了一个小型离心机,它可以产生一系列与月球和火星相关的重力水平,并在微重力抛物线飞行中运行,以消除地球重力的影响。”

“在实验室里做实验时,你无法逃脱地球的引力;然而,在飞机上几乎为零重力的背景下,我们的电解电池只受到离心力的影响,因此我们可以通过改变旋转速度来调整每个实验的重力水平。离心机有四个25厘米长的臂,每个臂上都有一个配备了各种传感器的电解池,所以在每一次大约18秒的抛物线运动中,我们同时对旋转系统进行了四个实验。

“在实验室中,我们也在1到8克的离心机上进行了同样的实验。在这个结构中,我们让手臂摆动这样向下的重力就被考虑在内了。研究发现,在1g以下观察到的趋势与1g以上的趋势一致,这在实验上验证了高重力平台可以用于预测月球重力下的电解行为,消除了需要昂贵和复杂的微重力条件的限制。在我们的系统中,我们发现,如果使用与地球相同的操作参数,月球重力下产生的氧气会减少11%。”

额外的电力需求则较为温和,约为1%。这些特定值仅与小型测试单元相关,但表明在为月球或火星上运行的系统规划功率预算或产品输出时,必须考虑到低重力环境下效率降低的问题。如果认为对功率或产品输出的影响太大,系统无法正常工作,则可以进行一些调整,以减少重力的影响,例如使用特殊结构的电极表面或引入流动或搅拌。

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故事来源:

材料所提供的曼彻斯特大学注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Bethany A. Lomax, Gunter H. Just, Patrick J. McHugh, Paul K. Broadley, Gregory C. Hutchings, Paul A. Burke, Matthew J. Roy, Katharine L. Smith, Mark D. Symes预测月球和火星上的析氧电解效率自然通讯, 2022;13 (1) doi:10.1038 / s41467 - 022 - 28147 - 5

引用此页

曼彻斯特大学。“预测月球和火星上的析氧电解效率。”《科学日报》。《科学日报》,2022年2月8日。< www.koonmotors.com/releases/2022/02/220208113903.htm >。
曼彻斯特大学。(2022年2月8日).预测月球和火星上的析氧电解效率。《科学日报》.2023年6月17日检索自www.koonmotors.com/releases/2022/02/220208113903.htm
曼彻斯特大学。“预测月球和火星上的析氧电解效率。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2022/02/220208113903.htm(2023年6月17日访问)。

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