علت مشکلات تولید اکسجین در ماه و مریخ فاش شد

دانشمندان دانشگاه گلاسکو در بریتانیا دریافتند که الکترولیز آب به دلیل گرانش ضعیف‌تر، اکسیجن کمتری در ماه و مریخ تولید می‌کند یا انرژی بیش از حد نسبت به زمین مصرف خواهد شد.

به گزارش اسپوتنیک به نقل از Nature Communication، آنها می‌گویند که امکان درک زودهنگام چالش‌هایی را که مستعمرات فضایی هنکام مصرف منابع موجود در اجرام آسمانی منظومه شمسی با آن مواجه خواهند شد، فراهم می‌کند.

رفتار حباب‌های اکسیجن روی سطح اکترود غوطه ور در آب به نیروی جاذبه بستگی دارد که مستقیماً بر کارایی تولید اکسیجن الکتروکیمیاوی تاثیر می‌گذارد.

محققان می‌گویند که در شرایط ریزگرانش، عامل غالب در تشکیل حباب‌های اکسیجن شناوری نیست که به نیروی گرانش بستگی دارد، بلکه نیروی کشش سطحی است که حباب‌ها را در حین رشد روی سطح الکترود نگه می‌دارد. در نتیجه یک لایه ضخیم از فوم حبابدار در اطراف الکترود تشکیل می‌شود که ناحیه الکتروکاتالیستی را کاهش می‌دهد و مقاومت اهمی (تلفات برق) و اضافه ولتاژ آند را افزایش می‌دهند که با هزینه‌های انرژی اضافی برای الکترولیز مطابقت دارد. در شرایط گرانش فوق‌العاده شبیه سازی‌شده در سانتریفیوژ، بازده الکترولیز، برعکس افزایش می‌یابد.

برای شبیه سازی کمتر از گرانش (جاذبه زمین)، محققان از سانتریفیوژهای حاوی چهار سلول الکترولیتی در طول پرواز گزانس به صفر (پرواز سهموی) استفاده کردند. دو حالت عملکرد سلول و پتانسیواستاتیک و گالوانوستاتیک مورد مطالعه قرار گرفت.

مشخص شد که در شرایط گرانش ماه و مریخ (0.166 گرام و 0.376 گرام) در حالت پتانسیواستاتیک تولید اکسیجن می‌تواند در مقایسه با شرایط زمینی (1 گرام) حدود 11 و 6 درصد کاهش یابد. در حالت گالوانوستاتیک به دلیل پتانسیل عملیاتی بالاتر، افزایش مصرف انرژی امکان پذیر است. در شرایط گرانش کم، چنین هزینه هایی می‌تواند قابل توجه باشد که باید در طراحی الکترولیزهای فضایی در نظر گرفته شود. دانشمندان می‌گویند در برخی موارد، کاهش تولید اکسیجن حتی ممکن است ارجح باشد.