Кислород и топливо для «марсиан» предложили получать из местного воздуха
Международная группа исследователей предложила использовать фотоэлектрохимические ячейки для обеспечения внеземных колоний человечества кислородом и топливом.
У долгосрочных космических миссий проблемы точно такие же, как у «зеленой» энергетики на Земле: им требуются надежные, стабильные и эффективные системы преобразования и хранения солнечной энергии. На МКС примерно треть вырабатываемой за счет солнечных панелей энергии тратится на производство кислорода, причем все системы давно устарели и нередко выходят из строя. Если человечество планирует начать колонизацию Солнечной системы, потребуются более компактные и надежные системы для обеспечения жизнедеятельности будущих колонистов.
Один из рассматриваемых вариантов — фотоэлектрохимические ячейки, способные преобразовывать световую энергию в электричество и топливо. Причем в условиях невесомости они могут быть не менее эффективны, чем на Земле. Компактная монолитная конструкция и относительно простое устройство позволят не только легко перевозить ячейки с помощью космических кораблей, но и производить их в колониях.
Международная группа исследователей из Германии, Швейцарии и Великобритании провела расчеты для оценки эффективности фотоэлектрохимических устройств в условиях Луны и Марса. Ученые уточнили спектр марсианского солнечного излучения, установили пределы эффективности устройств для электролиза воды и связывания углекислого газа, работающих на солнечной энергии, а также оценили технологическую жизнеспособность фотоэлектрохимических устройств в космосе.
Согласно результатам работы, опубликованной в журнале Nature Communications, в сочетании с солнечными концентраторами и самоочищающимися панелями, препятствующими их загрязнению пылью, фотоэлектрохимические ячейки смогут обеспечить марсианскую колонию топливом. Для этого они будут использовать водород, полученный при разложении воды (из марсианского льда) электролизом и углекислый газ из атмосферы Красной планеты. Затем оба этих компонента по реакции Сабатье позволят синтезировать метан. А вот для работы в условиях лунной колонии даже концентраторы не потребуются, и вода из лунного льда станет источником кислорода для живущих на спутнике Земли людей.
Целью дальнейших исследований должно стать совершенствование солнечных концентраторов для улучшения выходной мощности или самих фотоэлектрохимических ячеек для обеспечения их работы в условиях низкого тока. Помимо применения в космонавтике, такие устройства могут стать полезными и на Земле, обеспечивая энергией отдаленные поселения, например полярные станции.
Следует отметить, что обеспечение кислородом и метаном за счет фотоэлектрохимических ячеек имеет пару слабых мест. Во-первых, 50 процентов всего времени такие ячейки не будут работать в связи с ночью. Значит, масса и самих ячеек, и систем синтеза метана должна быть вдвое выше, чем если бы в качестве источника электричества для химических реакций колонисты использовали ядерный реактор.
Во-вторых, фотоэлектрохимические ячейки на Марсе даже днем можно рационально применять только в низких широтах. Уже в умеренных широтах зимой они дадут в несколько раз меньше энергии, чем летом, что значительно ограничит среднегодовую производительность таких систем по кислороду и метану.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии