Koloniści na Marsie mogliby pewnego dnia generować paliwo i tlen ze słonej wody na Czerwonej Planecie, jak wynika z nowego badania.
Nowoczesna technologia stojąca za tym postępem mogłaby również pomóc łodziom podwodnym w generowaniu tlenu z wody morskiej na Ziemi, jak twierdzą naukowcy.
Aby żyć na Marsie, potencjalni koloniści będą potrzebowali tlenu do oddychania i paliw takich jak wodór do zasilania swoich urządzeń. Każda woda, którą znajdą na Czerwonej Planecie okaże się zatem bezcenna, ponieważ będą mogli użyć elektryczności i innych metod, aby rozbić wodę na wodór i tlen.
Powiązane: Jak życie na Marsie może być wyzwaniem dla kolonistów (infografika)
„Mars jest bardzo daleko, a my jesteśmy ograniczeni ilością rzeczy, które możemy zabrać ze sobą, więc jeśli możemy wykorzystać zasoby już tam obecne, jest to bardziej ekonomiczne i bardziej opłacalne niż zabieranie wszystkiego ze sobą” – powiedział Space.com starszy autor badania Vijay Ramani, inżynier chemik z Washington University w St. Louis, powiedział Space.com.
Poprzednie badania wykazały, że Mars posiada duże ilości lodu, a lądownik Phoenix NASA również znalazł oznaki, że arktyczne równiny planety zostały pokryte warstwą ciekłej wody w ciągu ostatnich kilku milionów lat. Phoenix odkrył również związki znane jako nadchlorany w marsjańskiej glebie, które mogą działać jak środek przeciw zamarzaniu, obniżając punkt zamarzania wody poza jej normalną temperaturę.
Ponieważ solanki zawierające wodę i nadchlorany mogą pozostać w stanie ciekłym nawet przy niskich temperaturach występujących na powierzchni Marsa, Ramani i jego koledzy chcieli sprawdzić, czy mogą użyć techniki znanej jako elektroliza, aby rozdzielić cząsteczki wody w celu utworzenia wodoru i tlenu przy użyciu elektryczności. (Średnia roczna temperatura na Marsie wynosi około minus 81.4 stopni Fahrenheita, lub minus 63 stopni Celsjusza, chociaż może się różnić o więcej niż 212 stopni F, lub 100 stopni C, w ciągu dnia.)
„Elektroliza jest znana od około 100 lat lub więcej, ale głównie używa czystej wody jako paszy,” Ramani said.
Powiązane: Scientists cook up a new way to make breathable oxygen on Mars
W poprzednich pracach, Ramani i jego koledzy opracowali materiały znane jako pirochlorowe elektrokatalizatory rutenianu ołowiu, które mogą pomóc im w elektrolizie wody morskiej. W nowym badaniu, ich eksperymenty ujawniły, że takie katalizatory mogą pomóc w elektrolizie solanek nadchloranowych, generując ultra czysty wodór i tlen w rodzaju ultra niskich temperatur występujących na powierzchni Marsa.
„Możemy uzyskać tlen do oddychania i wodór do paliwa przy użyciu materiałów na samym Marsie, solanki wody obecnie wiadomo, że są tam obecne”, powiedział Ramani. „Przyszłe misje niekoniecznie muszą przenosić te komponenty na Marsa, ale wytwarzać je na miejscu przy użyciu technologii takich jak nasza.”
Do napędzania tych reakcji chemicznych potrzebna jest pewna ilość energii elektrycznej. Na Marsie, taka elektryczność będzie prawdopodobnie pochodzić z ogniw słonecznych, zauważył Ramani.
Poprzednio, łazik NASA Mars Perseverance’s Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) pokazał, że może użyć elektryczności do rozbicia dwutlenku węgla na tlen i tlenek węgla. Przy tej samej ilości energii co MOXIE, nowe badanie mogłoby wygenerować 25 razy więcej tlenu lub więcej i nie generować żadnego toksycznego tlenku węgla, jak twierdzą naukowcy.
„Kiedy mówimy o eksploracji przestrzeni kosmicznej lub powierzchni Księżyca lub Marsa, nigdy nie jest to tylko jedna technologia, która jest używana – nigdy nie jest to tylko jedna srebrna kula, która rozwiązuje wszystkie problemy,” powiedział Ramani. „Kilka technologii będzie potrzebnych do pracy równolegle ze sobą, aby ułatwić życie na Marsie, a naszą nadzieją jest to, że nasza będzie jedną z nich.”
Naukowcy zauważyli, że może to pomóc NASA spełnić jej obecny mandat do lądowania ludzi na Marsie do połowy lat 2030. „Mamy nadzieję, że możemy zainteresować NASA próbą skalowania tej technologii i dalszego ulepszania jej wydajności, a także demonstracjami w obiektach symulujących środowisko marsjańskie” – powiedział Ramani.
Takie elektrokatalizatory mogą znaleźć zastosowanie również na Ziemi. „Jeśli jesteś w łodzi podwodnej, gdzie jest ograniczona ilość tlenu i jest słona woda wokół ciebie, można zasyfonować w niektórych słonej wody i podzielić go, aby uzyskać świeży tlen,” Ramani powiedział. „W Marynarce Wojennej Stanów Zjednoczonych większość łodzi podwodnych ma napęd jądrowy, więc nie brakuje w nich energii elektrycznej. Do zastosowań na lądzie, można również rozdzielić wodę morską, aby wygenerować paliwo wodorowe.”
Naukowcy szczegółowo opisali swoje odkrycia online 30 listopada w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
Śledź Charles Q. Choi na Twitterze @cqchoi. Śledź nas na Twitterze @Spacedotcom i na Facebooku.
Ostatnie wiadomości