圣路易斯华盛顿大学
路易斯(号外乐团成员) 信用:CC0公共领域 说到水和火星,有好消息也有不太好的消息
好消息:火星上有水!不太好的消息? 火星上有水
红色星球很冷;没有冻结的水几乎肯定充满了来自火星土壤的盐,这降低了它的冻结温度
盐水不能喝,通常用电(电解)把它分解成氧气(用来呼吸)和氢气(用来做燃料)的方法需要把盐去掉;在恶劣、危险的环境中,这是一项麻烦、昂贵的工作
然而,如果氧气和氢气可以直接从盐水中分离出来,盐水电解过程将会简单得多——也不那么昂贵
圣路易斯华盛顿大学麦克艾维工程学院的工程师们
路易斯开发了一个系统,可以做到这一点
他们的研究发表在今天的《国家科学院院刊》(PNAS)上
该研究小组由罗马B
雷蒙德·赫
威特科夫大学能源、环境和化学工程系的杰出教授没有简单地在典型的地球条件下验证其盐水电解系统;该系统在模拟火星大气中于-33华氏度(-36摄氏度)进行了测试
“我们的火星盐水电解器从根本上改变了火星及更远的任务的后勤计算,”拉马尼说
“这项技术在地球上同样有用,它打开了海洋,成为一种可行的氧气和燃料来源” 2008年夏天,美国宇航局的凤凰号火星着陆器“触摸并品尝”了火星水,这是着陆器挖掘出的融化冰的蒸汽
从那以后,欧洲航天局的火星快车发现了几个地下水池,由于高氯酸盐镁的存在,这些水池保持液态
为了在火星上生活——即使是暂时的——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
美国国家航空航天局的“坚忍号”探测器正在前往火星的途中,携带着将使用高温电解的仪器
然而,火星氧气原位资源利用实验(莫邪)将只从空气中的二氧化碳产生氧气
拉马尼实验室开发的系统在同等功率下可以产生比莫邪多25倍的氧气
它还产生氢气,可以用来为宇航员回家的旅程提供燃料
“我们的新型盐水电解器结合了我们团队开发的钌酸铅烧绿石阳极和碳载铂阴极,”拉马尼说
“这些精心设计的组件,加上对传统电化学工程原理的优化使用,产生了如此高的性能
" 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、该论文的第一作者之一施里哈里·桑卡拉苏布拉曼尼安说
“它们能防止水结冰,”他说,“还能通过降低电阻来提高电解系统的性能。”
" 通常,水电解器使用高度净化的去离子水,这增加了系统的成本
一个可以与“次优”或盐水一起工作的系统,如拉马尼团队展示的技术,可以显著提高各地水电解器的经济价值主张,甚至就在地球上
“在苛刻的火星条件下演示了这些电解槽之后,我们还打算在地球上温和得多的条件下部署它们,以利用微咸水或咸水供给来生产氢气和氧气,例如通过海水电解,”普拉莱·加延说,他是拉马尼小组的博士后研究助理,也是这项研究的联合第一作者
这种应用在国防领域可能很有用,例如在潜艇中按需制造氧气
当我们在离家更近的深海探索未知环境时,它也能提供氧气
支持盐水电解系统的基础技术是通过技术管理办公室申请专利的主题,可从大学获得许可
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