新技术可以从火星的咸水中获取氧气和燃料

对火星而言,总是有好消息和坏消息。好消息:火星上有水!坏消息火星上有咸水。

红色星球是寒冷的。几乎可以确定,不结冰的水能让火星土壤充满盐分,从而降低结冰温度。

人们不能饮用含盐的水,而通常用电解将其分解成氧气(供呼吸)和氢气(供燃料)的方法必须除去盐分。在恶劣和危险的环境中进行繁重和昂贵的工作。

但是,如果氧气和氢气能直接从盐水中挤出来,盐水电解就会更简单,成本也会更低。

该系统是由圣路易斯华盛顿大学麦克凯尔维工程学院的工程师开发的。此项研究结果今日刊登在美国国家科学院学 上。

研究小组由能源、环境和化学工程系的 Vijay Ramani、 Roma B和 Raymond H. Wittcoff等知名大学教授领导,他们不能简单地证明他们的盐水电解系统处于典型的陆地条件下。在模拟火星大气层-33 F (-36 C)下,探测到了这个系统。

2008年夏天,美国宇航局的凤凰火星探测器“触碰和品尝”了火星上的水,它在融化的冰层中挖掘蒸汽。从那以后,欧洲太空总署的火星快车发现了几个地下水水塘,这些水塘由于含有高氯酸镁而保持液态。

为了在火星上生存(甚至是暂时的生存),更不要说返回地球,宇航员必须在“红色星球”上制造包括水和燃料在内的基本物资。现在, NASA的星际漫游飞船将带着仪器前往火星,利用高温电解。但是,火星氧气资源利用实验(MOXIE)将仅从空气中的二氧化碳产生氧气。

拉马尼说:“我们的新盐水电解槽是由我们的研究小组用铅开发的烧绿石阳极和碳铂阴极的组合。精心设计的元件,加上对传统电化学原理的最佳利用,使其具有极高的性能。

设计精良,独特的阳极使系统运行无需加热和净化水源。

Ramani团队的研究科学家 Shrihari Sankarasubramanian是一篇论 的合著者,他说:“令人困惑的是,水中溶解的高氯酸盐(所谓的杂质)实际上帮助了类似火星的环境。

它们可以防止水凝结,也可以通过降低电阻来提高电解系统的性能。

通常,水解槽使用高纯度去离子水,会增加系统成本。即使是在地球上,利用“次优”或咸水(如 Ramani团队所展示的技术)的系统也可以显著提高水解器的经济价值。

这样的应用在国防领域,比如潜艇上,可以根据需要制造氧气,是非常有用的。这也为我们在深海中探寻离家较近的未知环境提供了氧气。

为支持盐水电解系统,基础技术通过技术管理办公室申请专利,并且可以从大学获得许可。

 

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