Ang mga bagong teknolohiya ay maaaring makakuha ng oxygen at fuel mula sa salt water ng Mars

May-akda

Ang isang electrolysis system na hindi nangangailangan ng malinis na tubig ay maaaring baguhin ang laro pagdating sa paggalugad.

Pagdating sa tubig at Mars, may mabuti at hindi masyadong magandang balita. Ang magandang balita: tubig sa Mars! Hindi masyadong magandang balita?

Tubig sa Mars.

Napakalamig ng pulang planeta; ang tubig na hindi nagyeyelo ay halos tiyak na puno ng asin mula sa lupa ng Martian, na nagpapababa ng nagyeyelong punto.

Huwag uminom ng tubig na may asin, at ang karaniwang pamamaraan, na gumagamit ng kuryente (electrolysis) upang hatiin ang oxygen (para sa paghinga) at hydrogen (para sa gasolina), ay nangangailangan ng pagtanggal ng asin; isang masalimuot, mamahaling pagsisikap sa malupit, mapanganib na mga kondisyon.

Kung ang oxygen at hydrogen ay maaaring direktang mapalayo mula sa brine water, ang prosesong ito ng brine electrolysis ay magiging mas kumplikado at mas mura.

Ang mga inhinyero sa McKelvey School of Engineering sa University of Washington sa St. Louis ay bumuo ng isang sistema na ginagawa iyon. Ang kanilang pagsasaliksik ay na-publish ngayon sa Mga pamamaraan sa National Academy of Science (PNAS).

Ang isang pangkat ng pananaliksik na pinangunahan nina Vijay Romani, Gypsy B. at Raymond H. Witkoff, Pinarangalan na Propesor ng Unibersidad Kagawaran ng Enerhiya, Ecology at Chemical Engineering, ay hindi lamang nasubukan ang kanilang brine electrolysis system sa ilalim ng tipikal na mga pang-terrestrial na kondisyon; ang sistema ay sinisiyasat sa isang simulate na kapaligiran ng Mars sa -33ºF (-36ºH).

“Ang aming Martian brine electrolyzer ay radikal na binabago ang bilang ng logistik ng mga flight sa Mars at higit pa,” sabi ni Romani. “Ang teknolohiyang ito ay pantay na kapaki-pakinabang sa Earth, kung saan binubuksan nito ang mga karagatan bilang isang mabubuhay na mapagkukunan ng oxygen at fuel.”

Sa tag-araw ng 2008 NASAAng Phoenix Mars naval spacecraft ay hinawakan at tinikman ang tubig ng Martian, isang singaw ng natunaw na yelo na hinukay ng isang landing party. Mula noon, natuklasan ng European Space Agency Mars Express ang maraming mga ilalim ng lupa na mga pond na may tubig na mananatili sa isang likidong estado dahil sa pagkakaroon ng magnesium perchlorate – isang asin.

Upang mabuhay – kahit pansamantala – sa Mars, pabayaan magbalik sa Earth, ang mga astronaut ay kailangang gumawa ng ilang mga bagay, kabilang ang tubig at gasolina, sa Red Planet. Ang “Persistence” rover ng NASA ay patungo ngayon sa Mars na may mga instrumento na gagamit ng electrolysis na may mataas na temperatura. Gayunpaman, ang eksperimento sa paggamit ng mapagkukunan ng Mars Oxygen In-Situ (MOXIE) ay lilikha lamang ng oxygen mula sa carbon dioxide sa hangin.

Ang system, na binuo sa Romani Laboratory, ay maaaring makabuo ng 25 beses na mas maraming oxygen kaysa sa MOXIE gamit ang parehong dami ng enerhiya. Gumagawa rin ito ng hydrogen na maaaring magamit upang maglakbay sa mga astronaut pauwi.

“Ang aming bagong brine electrolyzer ay may kasamang lead ruthenate pyrochloride anode na binuo ng aming koponan kasabay ng isang carbon-cathode dam,” sabi ni Romani. “Ang mga ito ng maingat na dinisenyo na mga sangkap na sinamahan ng pinakamainam na paggamit ng tradisyunal na mga prinsipyo ng electrochemical engineering ay nagbigay ng mataas na pagganap na ito.”

Ang maingat na disenyo at isang natatanging anod ay nagbibigay-daan sa system na gumana nang hindi kinakailangan na painitin at linisin ang mapagkukunan ng tubig.

“Paradoxically, water-soluble perchlorate, ang tinaguriang mga impurities, ay talagang tumutulong sa isang kapaligirang katulad sa Mars,” sabi ni Srihari Sankarasubramanian, isang siyentista sa Romani group at kapwa may-akda ng artikulo.

“Pinipigilan nila ang pag-freeze ng tubig,” aniya, “at pinapabuti din ang pagganap ng electrolyzer system sa pamamagitan ng pagbawas ng resistensya sa elektrisidad.”

Bilang isang patakaran, ang mga electrolyzer ng tubig ay gumagamit ng lubos na paglilinis, deionized na tubig, na nagdaragdag ng gastos ng system. Ang isang sistema na maaaring gumana sa “suboptimal” o asin na tubig, tulad ng teknolohiyang ipinamalas ng koponan ng Romani, ay maaaring lubos na madagdagan ang pang-ekonomiyang halaga ng mga electrolyzer ng tubig saanman – kahit na dito sa planetang Earth.

“Sa pamamagitan ng pagpapakita ng mga electrolyzer na ito sa paghingi ng mga kundisyon ng Martian, nilalayon din naming i-deploy ang mga ito sa mas malumanay na kondisyon sa Earth upang magamit ang brackish o asin na tubig upang makagawa ng hydrogen at oxygen, tulad ng sa electrolysis ng seawater,” sabi ni Pralai Gayen, isang mag-aaral ng doktor sa pangkat. Mga Nobela pati na rin ang unang may-akda ng pag-aaral na ito.

Ang mga nasabing aplikasyon ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa pagtatanggol, tulad ng pagbuo ng oxygen ayon sa demand sa mga submarino. Maaari rin itong magbigay ng oxygen kapag ginalugad namin ang mga hindi nasaliksik na kapaligiran na malapit sa bahay, malalim sa dagat.

Ang mga pangunahing teknolohiya na nagbibigay-daan sa brine electrolyzer system ay ang paksa ng mga aplikasyon ng patent sa pamamagitan ng Tanggapan ng Pamamahala ng Teknolohiya at magagamit para sa paglilisensya sa Unibersidad.

Impormasyon: Nobyembre 30, 2020, Mga pamamaraan sa National Academy of Science.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

“Virtual Pag-deploy” – Nabasa ng mga siyentista ang isang 300-taong-gulang na selyadong makasaysayang liham nang hindi ito binubuksan

Animasyon ng paglawak ng computer ng selyadong letrang DB-1538. Sa aming papel, inilalarawan namin kung paano ginamit ang "virtual na pag-deploy" upang basahin...

“Hindi pa nagagawang” Natuklasan ang Bagong Bersyon ng Symbiosis

Ang endosymbiont-enhancing endosymbiont ay nagpapalakas sa unicellular eukaryotic host na sumipsip ng nitrate, na nagpapahiwatig na ang unicellular eukaryotes ay maaaring makatanggap ng endosymbionts...

Pagdidisenyo ng isang interface ng hangganan sa pagitan ng 2D at 3D na mga materyales

May-akda David L. Chandler, Massachusetts Institute of Technology Marso 2, 2021 Ang mga larawang ito ng "mga isla" ng mga atomo ng ginto na idineposito sa...

Bakit magkakaiba ang komposisyon ng kemikal ng solar na enerhiya

Linn Noong Agosto 21, 2017, sa panahon ng kabuuang solar eclipse, ang mga sinag ng araw ay lumitaw na puti. Mula kay...

Natagpuan ng mga Mananaliksik ang Taba ng Tiyan Laban sa Pantas na Pag-aayuno – “Ang Lokasyon ay Gumagawa ng Malaking Pagkakaiba”

Ipinakita ng mga pag-aaral sa daga ang mga sanhi ng lokasyon ng taba para sa panandaliang pag-aayuno. Sa isang pag-aaral sa mouse, inanunsyo ng mga...

Newsletter

Subscribe to stay updated.