Вчені пропонують розв’язувати проблеми з переробленням вуглекислого газу та забезпечення космічних кораблів та станцій енергією та паливом за допомогою фотоелектрохімічних пристроїв. За принципом дії вони схожі на фотосинтез, який відбувається в клітинах рослин, але значно компактніші та економічніші.
Енергія та кисень у космосі
Вчені з Університету Ворика нещодавно опублікували у журналі Nature Communications статтю, в якій описали шлях до забезпечення космічних кораблів і станцій на Місяці та Марсі киснем, електроенергією та паливом. Усе це пропонується видобувати за допомогою лише одного не надто великого пристрою.
Йдеться про пристрої, які працюють на основі фотоелектрохімічних явищ. Самі розробники порівнюють їх із фотосинтезом у земних рослинах, хоча у порівнянні з ними установки, що розроблюються, будуть значно ефективнішими.
Вони мають розв’язати три основні проблеми, з якими стикатиметься кожне автономне середовище з людьми: наявність у повітрі кисню, а не вуглекислого газу, електроенергії для приладів та палива, щоб рухатися.
«Дослідження людиною космосу стикається з тими ж проблемами, що й перехід до зеленої енергетики на Землі: і те, й інше вимагає стійких джерел енергії. Оскільки сонячне світло настільки доступне в космосі, ми показали, як це джерело можна використовувати для збору енергії — подібно до рослин на Землі — для систем життєзабезпечення для довготривалих космічних подорожей. Ця технологія може забезпечити достатнє виробництво кисню та перероблення вуглекислого газу на Місяці та Марсі», — говорить Катаріна Брінкерт, одна з авторів дослідження.
Штучний фотосинтез в установках
У статті достатньо докладно розповідається, що ж буде відбуватися в установках під дією сонячного світла. Насамперед — розкладання води на кисень та водень. При цьому останній перетворюється на іони, тобто від його атомів відриваються електрони.
Далі реакція іде трьома шляхами. Частина іонів водню приєднує електрони та перетворюється на атомарний водень, який можна використовувати як паливо чи приєднати до нього кисень і знову отримати воду. Частина водню вступає у реакцію з вуглекислим газом та утворює чадний газ і воду.
Нарешті, значна частина іонів водню вступає в реакцію з вуглекислим газом і перетворюються на метан та воду. В результаті цього процесу також виникає різниця потенціалів, яку можна використовувати для генерації електричного струму, просто проклавши провід між різними ділянками установки.
За матеріалами phys.org.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
