В марсианских условиях сложнее добывать кислород
Английские химики провели исследования процесса электролиза воды в условиях неземной гравитации — от 0,166g до 8g. При пониженной силе тяжести, которую ученые имитировали центрифугой в условиях параболического полета, замедляется отвод кислорода от электродов, что приводит к снижению эффективности процесса получения кислорода на шесть процентов при проведении электролиза на Марсе и на 11 процентов на Луне. Чтобы нейтрализовать падение эффективности, достаточно поднять мощность электролизера на 1,1 процента. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Получение кислорода на Марсе — одна из важнейших задач для колонизации планеты. Прямые эксперименты в этой области начались буквально только что — инженеры из NASA отправили вместе с марсоходом «Персеверанс» твердооксидный электролизер MOXIE на базе оксида циркония, стабилизированного иттрием. Принцип его работы заключается в разложении углекислого газа до угарного газа и молекулярного кислорода с помощью приложения электрического тока. В апреле 2021 года MOXIE успешно справился с конверсией углекислого газа в кислород — за час работы один такой электролизер выработал 5,4 грамма кислорода, этого достаточно для дыхания человека в течение 10 минут.
Альтернативными способами получать кислород на Марсе являются электролиз воды, в процессе которого помимо кислорода выделяется и водород (он тоже может пригодиться), и электролиз реголита в расплаве солей, с помощью которого также можно получить металлы. Однако в обоих этих способах присутствуют пузыри газа в жидкости, поведение которых в условиях другой планеты может отличаться от того, что наблюдается на Земле.
Исследовать влияние силы тяжести на процесс электролиза воды решила команда электрохимиков под руководством Марка Саймса (Mark D. Symes) из университета Глазго. Ученые провели электролиз в условиях пониженной гравитации при использовании микрогравитационных параболических полетов, а для симуляции повышенной силы тяжести они использовали центрифугу. По задумке исследователей эксперименты при малой силе тяжести можно аппроксимировать из экспериментов с использованием центрифуги — что гораздо дешевле и проще в реализации, чем организация параболических полетов, в которых время эксперимента ограничено 20 секундами. Для установления закономерности ученые провели серию экспериментов в широком диапазоне ускорений — от 0,1g до 8g, чего раньше никто еще не делал.
Оказалось, что в области высокой силы тяжести напряжение в ячейке падает с логарифмической зависимостью, при этом данные экспериментов при пониженной силе тяжести продолжают этот тренд, что позволяет сделать обобщение и в будущем проверять газово-жидкостные процессы, связанные с гравитацией, в контролируемых центрифугах. После установления электрохимических параметров макросистемы в зависимости от силы тяжести ученые решили взглянуть более подробно на процесс образования пузырей кислорода на поверхности катода. Для этого ученые установили в подвижную ячейку центрифуги видеокамеру и фиксировали процессы зарождения, роста, срастания и отрывания от поверхности пузырьков кислорода. Оказалось, что при пониженной силе тяжести на катоде образуется слой пены из мелких пузырьков, которые медленно двигались в сторону от направления ускорения.
Так как пузырьки двигались быстрее, чем разрешение камеры, то количественно оценить их размеры оказалось невозможным. Для оценки покрытия электрода пеной пузырьков ученые сравнивали нормированный цвет пикселя с фотографии электрода с предварительным переводом изображения в черно-белую гамму. Количество пены, как оказалось, так же логарифмически зависит от силы тяжести. Более того, в случае пониженной силы тяжести краевой угол смачивания пузырька оказался меньше на 18 градусов, чем в условиях Земной гравитации. Это означает, что пузыри, которые на Земле уже оторвались бы от поверхности электрода, стабильно находятся на его поверхности — а значит, уменьшают эффективность электролиза.
Объясняя причину нелинейной зависимости эффективности электролиза от силы тяжести, ученые рассмотрели процесс роста и отрыва пузырьков с позиции сил — в данном процессе основные силы представлены архимедовой силой, которая выталкивает более легкий пузырек газа в противоположную направлению гравитации сторону, и силы поверхностного натяжения, которая не позволяет пузырьку отрываться от поверхности электрода. Краевой угол смачивания и диаметр контакта в меньшей степени зависят от силы тяжести, чем сила Архимеда — а потому в условиях пониженной силы тяжести более важную роль играет поверхностное натяжение, из-за чего большее количество пузырей остается на поверхности электрода.
При оценке эффективности электролиза ученые сформировали следующие указания технических условий электролиза — если проводить его при тех же параметрах, что и на Земле, то выход по кислороду снизится на 11 процентов, однако решить эту проблему можно всего лишь увеличив мощность тока на 1,1 процента в гальваностатической реализации электролиза (когда постоянной остается сила тока, а не потенциал в отличие от потенциостатической реализации). Однако стоит учесть, что эти числа получены для маленьких ячеек и их масштабирование на большие электролизеры может привести к куда большим потерям энергии, что необходимо учитывать при планировании колонизационных миссий для эффективного обеспечения людей кислородом.
Таким образом, электрохимики показали, что эксперименты в условиях повышенной силы тяжести, которую несложно контролировать и использовать в Земных условиях, можно распространить на малую силу тяжести, наблюдаемую на космических телах меньшего размера и массы, чем Земля. Это поможет лучше предсказывать технологические процессы и подстраивать их под реалии новых условий. В 2017 году биологи из Америки уже установили, что микрогравитация положительно влияет на бактерии, а эксперименты в 2017 году по выращиванию картофеля в условиях марсианской почвы и пониженной силе тяжести принесли свои плоды.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Аналитик ВВС США рассказал о древнем артефакте

Беззвездное облако может быть темной галактикой

Босс НАСА не исключает возможности существования ВЦ

Двенадцать видов пришельцев правят человечеством

Кристаллы соли расскажут о жизни подо льдом Энцелада

Кто вырубил исполинские камни Баальбека

Могут ли динозавры жить на других планетах

НЛО блокируют европейские стратегические объекты

НЛО пролетает над вулканом Этна

Новая исследовательская миссия к Фобосу

Подземные цивилизации и летающие колесницы

Полицейский зафиксировал НЛО

Почему соседние лифты приезжают одновременно

Таинственная мумия из глубин гор Сан-Педро

Тайна демонов-соблазнителей

Тамильский колокол - настоящий неуместный артефакт

Что скрывает аномалия на дне Балтики

Электромагнитные секреты Великой Пирамиды

Я видел нечеловеческих существ

Японская миссия по сбору образцов грунта Фобоса

Бывший чиновник Пентагона видел инопланетян

Високосные секунды решено отменить

Жёлтый император - пришелец со звезды Регул

Жуткую теневую фигуру сняли на крыше здания

Машина Tesla Roadster бросает вызов гравитации

Медитация поможет развить экстрасенсорные способности

Модернизация детекторов гравитационных волн

Мозги в пробирке научились читать шрифт Брайля

Намёки на самовзаимодействующую темную материю

Не пришельцы, а демоны

Неизвестный сигнал из пространства, где ничего нет

НЛО, инопланетяне и пришельцы

Первая классификация почвы Марса

Пленные инопланетяне умерли от голода

Программы по поиску выживших после крушения НЛО

Священник уверен, что НЛО и демоны близки по природе

Ужасающая правда о тематическом парке

Уфолог назвал бредом версию астронавта о НЛО

Черная дыра, блуждающая вдали от центра галактики

Ядерное противодействие астероидной угрозе

Аккумуляторы для возвращения человечества на Луну

Годовщина похищения в Паскагуле

Как Земля влияет на пространство-время

Как нам контролировать космическое пространство Земли

Как темная энергия меняется с течением времени

Как у Марса появились спутники

Коллекция документов проекта 'Звездные врата'

Компания Tesla представила летающий автомобиль

Мантия Земли дышала кислородом за миллиард лет до жизни

Медитация и симметрия наблюдателя и Вселенной

Насколько сильно сжимается Луна

Обнаружен самый быстро вращающийся астероид

Отклонения от предсказаний Стандартной модели

Планетные системы делятся на два отдельных семейства

Путешествие на Марс может обойтись слишком дорого

Реальная форма раскаленных атмосфер экзопланет

Спецназ убил рептилоидов в бою неподалёку от Зоны 51

Тела инопланетян обнаружены в Розуэлле

Удивительные истинные цвета белых карликов

Умирающее Солнце разорвет Солнечную систему

Аргументы против воскресения Иисуса

Бог подтвердил, что НЛО - демоны

Звездолет инопланетян, пролетающий мимо Солнца

Инопланетяне выжили после крушения в Розуэлле

Музей иллюзий в Сент-Луисе пугает пришельцами

НЛО длиной четыре километра пролетел около Солнца

Новый чип бросил вызов наследственной слепоте

Обнаружен вход в подземный город на Марсе

Образованные верующие чаще верят в магию

Призрак толкает детскую коляску в британском пабе

Прожорливые крысы портят Хэллоуин в Айдахо

Пророк судьбы, предсказавший Covid, предупреждает

Радикальная концепция сборного жилья

Самые высокие деревья на планете

Сегментированный НЛО над аэропортом Родоса

Телепатическое общение с инопланетянином

Треугольный НЛО над стоянкой для автофургонов

Часть выкупа за Ди Би Купера продается на аукционе

Чернобыльские собаки представляют угрозу

Шпионское ПО заражает устройства без единого клика

Амелия Эрхарт выжила в авиакатастрофе

Впервые нашли зеленую звезду

Гелий подтвердил теорию Большого взрыва

Гигантский красный спрайт появился над Италией

Десантные корабли инопланетян

Дом инсайдера посетили темные фигуры

Загадочный кратер в австралийской пустыне

Звездолет инопланетян пронесся мимо Солнца

Инопланетный след на британских угодьях

Инопланетяне нас обманывают

Множество звезд с атмосферной водой и метаном

Нашли два типа планетных систем с разной эволюцией

Период в истории жизни в океане Земли-снежка

Подводные тайны и поиск внеземных сигналов

Почему сообщения об НЛО продолжают поступать

Странный НЛО над мексиканским городом

США обнаружили тела инопланетян

Тела инопланетян были обнаружены в Розуэлле

То, что я увидела по ту сторону, изменило все

Я видел инопланетян собственными глазами

Астронавт утверждает, что НЛО - демоны

Вокруг нас существует невидимая реальность

Гигантский кратер в форме паука в Австралии

ИИ меняет маршруты паломников

ИИ-апокалипсис может пойти человечеству на пользу

Инопланетяне - демонические создания

Инсайдер НЛО рассказал все, что мог по закону

Испытано новое микроволновое оружие

Как ИИ влияет на нашу вовлеченность в работу

Непальский город осажден обезьянами

НЛО являются демоническими явлениями

Новая книга охотника за НЛО из Пентагона

Обнаружение водяных облаков за пределами Солнечной системы

Пентагон опубликовал 155 000 страниц документов об НЛО

Правительству США нужно обнародовать больше данных

Происхождение загадочных магнитных инверсий

Тайна исчезновения Амелии Эрхарт может быть раскрыта

Темная материя и свойства пространства-времени

Я видел нечеловеческих существ

Яркий огненный шар над Южным Уралом

Онлайн-психотерапия. Основные плюсы

Как продать тепловизор в СПб

Агент ЦРУ утверждает, что Эпштейн может быть жив

Бигфут прячется поблизости от людей

Где в космосе лучше место для жизни

Марсоход запечатлел потрясающий рассвет

Может ли черная дыра оставить след в излучении Хокинга

Молекулярная сложность как признак жизни

Необычные звезды появились не из гиперновых

Неопознанные обьекты - демонические явления

НЛО являются демоническими, а не инопланетными

Обнаружили самый далекий быстрый радиовсплеск

Отель с привидениями 'Милуоки' привлек внимание

Поразительный снимок уникальной сверхновой

Самое необычное облако Марса

Сделали ли нас религиозными волшебные грибы

Секретные программы на инопланетную тематику существуют

Слияние людей с ИИ - наступит через 19 лет

Стволовые клетки выживают в космосе

Черные дыры - ключ к пятому измерению

Экзотический метанол обнаружен в обитаемой зоне

Экспедиция прибыла на место поисков Амелии Эрхарт

Лабораторное оборудование из оргстекла. Точность, герметичность и индивидуальное исполнение

Древние черные дыры существуют в пятимерном мире

Есть ли связь между московием и НЛО

Живых птиц обнаружила СБ в нижнем белье мужчины

Звезда медленно поглощает коричневый карлик

Как выявить признаки жизни в космосе

Квантовые взаимодействия в ранней Вселенной

Космическая радиация и развитие рака

Мир, возрожденный из пепла своей звезды

Млечный путь образовался из тысяч галактик

НАСА нашло на Земле гигантский кусок Луны

Нейтроны и вращающиеся черные дыры

Необычные волны сняли у берегов Мексики

Новые ограничения на аннигиляцию темной материи

Планета земного типа с двумя солнцами

Разнообразные ледяные частицы океана Энцелада

Раскрытие НАСА информации о НЛО неполное

Свидетели НЛО могут дать показания перед Конгрессом

Татуировки научились делать невидимыми

У вас есть сила, чтобы стать хозяином своей реальности

Условия для постоянного присутствия людей на Марсе

Бывший астронавт делится своими взглядами на НЛО

Инопланетяне раскрывают себя

Исследование загадочной лунной пещеры

Как будет вести себя вода на Луне

Когда полюса Земли начали дрейфовать

Космополёты связаны с повышенным риском переломов

Набор добровольцев для поиска черных дыр

НАСА исследует загадочную дыру на Луне

Насколько глубоки отношения с ИИ на самом деле

Наша Вселенная родилась из черной дыры

Разрабатывают невидимые водяные знаки для ИИ-белков

Родился теленок с лишними конечностями

Свидетели инцидента с НЛО дадут показания

Система маломассивных нейтронных звёзд

Следуя за древними дождями Марса

США, Китай и Россия вступают в НЛО-гонку

Ускоренный курс по столкновениям планет

Черные дыры растут вместе с галактиками

Что космопутешествия рассказывают нам о сне

Ядерная война и ИИ могут привести к Армагеддону

Архитектор купил дом в форме НЛО

Внеземная жизнь. Экзопланета выделяет гелий

Встречи с НЛО в Свердловской области

Наверх
Яндекс.Метрика