Em pouco mais de uma dez, a NASA planeja enviar astronautas Mart pela primeira vez. Esta missão será baseada em décadas de exploração robótica, coletar amostras da superfície e devolvê-las à terreno para estudo.

Dada a imensa pausa envolvida, qualquer operação na superfície marciana terá que ser o mais autossuficiente provável, o que significa fornecer tudo o que puder localmente.

Isso inclui o uso de chuva sítio para gerar oxigênio gasoso, chuva potável e combustível de foguete, o que é um repto, visto que qualquer chuva líquida provavelmente será salmoura.

Felizmente, uma equipe de pesquisadores do Escola de Engenharia McKelvey na Universidade de Washington em St. Louis (WUSTL) criou um novo tipo de sistema de eletrólise que pode transformar chuva salgada em produtos utilizáveis, sendo compacto e ligeiro.

A equipe foi liderada por Vijay Ramani, Roma B. e Raymond H. Wittcoff Distinguished University Professor com WUSTL’s Departamento de vigor, Engenharia Ambiental e Química (CEE). Ele foi escoltado por Pralay Gayen e Shrihari Sankarasubramanian, dois pesquisadores do núcleo de vigor solar e armazenamento de vigor (VER) em WUSTL.

Este novo instrumento é consistente com o compromisso da NASA Uso de recursos in situ (ISRU), o que permitirá que as missões futuras dependam menos das missões de aprovisionamento.

Também concorda com o compromisso da NASA e de outras agências espaciais de reduzir os custos de lançamento de cargas úteis no espaço, pois é mais eficiente e compacto do que os atuais sistemas de eletrólise.

Os eletrolisadores tradicionais contam com eletricidade e células de combustível feitas de um eletrólito para quebrar compostos químicos e recombiná-los para gerar novos.

Ele Rover de perseverança (que chegará a Marte em 18 de fevereiro de 2021) traz um experimento publicado porquê Experimento ISRU de oxigênio em Marte (MOXIE), que dependerá de uma célula de eletrólise de óxido sólido (SOEC) para coletar o gás oxigênio do dióxido de carbono atmosférico (CO2).

O instrumento MOXIE que é inserido no rover Perseverance. (NASA / JPL-Caltech)

Eletrolisadores de chuva usam um processo semelhante para separar quimicamente a chuva e produzir oxigênio gasoso (O2) e gás hidrogênio (H2), este último pode ser usado para gerar hidrogênio líquido ou hidrazina de combustível (N2H4).

Infelizmente, esses instrumentos não funcionam com salmoura e são limitados a chuva purificada e deionizada. A única outra opção é retirar o sal com antecedência, o que requer a soma de uma dessalinizadora.

Com base em uma novidade abordagem, a equipe WUSTL foi capaz de gerar o primeiro eletrolisador que pode trabalhar com soluções de salmoura, que são comuns em Marte. porquê Ramani disse em uma entrevista à WUSTL, a nascente:

“Nosso novo eletrolisador de salmoura incorpora um ânodo de pirocloreto de rutenato de chumbo desenvolvido por nossa equipe junto com um cátodo de platina em carbono. Esses componentes cuidadosamente projetados juntamente com o uso ideal dos princípios tradicionais de engenharia eletroquímica deram essa desempenho “.

Salmouras marcianas foram confirmadas nos últimos anos por missões porquê a Pheonix Mars Lander, que coletou amostras do solo marciano Em 2008 e identificou altos níveis de sal em seguida liquidificar o gelo que continha.

Marte Aquíferosensação artística da chuva aquém da superfície marciana. (É EM)

Da mesma forma, os da ESA Mars Express A sonda descobriu várias fontes subterrâneas de chuva que permanecem no estado líquido devido à presença de perclorato de magnésio.

Por essas razões, um sistema que pode operar com chuva salgada (embora não seja fundamentado em um instrumento de dessalinização suplementar) poderia melhorar significativamente as operações ISRU em Marte e outros destinos.

Com o Sankarasubramanian explicado, seu sistema não é unicamente adequado para tratar a chuva marciana, mas também funciona melhor:

“Paradoxalmente, o perclorato dissolvido na chuva, as chamadas impurezas, na verdade ajuda em um envolvente porquê o de Marte. Eles evitam que a chuva congele e também melhoram o desempenho do sistema eletrolisador, reduzindo a resistência elétrica.”

Com base em testes anteriores conduzidos por técnicos do Massachusetts Institute of Technology (MIT), o eletrolisador MOXIE mostrou que pode produzir até 10 g / hora de oxigênio gasoso (0,35 onças) a 300 watts de potência.

Em verificação, o instrumento desenvolvido por Ramani e colegas foi capaz de produzir até 250 g / hora (8,8 onças ou 1/2 libra) de gás oxigenante usando a mesma quantidade de vigor (para não mencionar de gás hidrogênio).

aliás, o sistema operou em condições simuladas em Marte: pressão atmosférica muito baixa e temperaturas de até -36C (-33F), muito porquê em condições semelhantes às da terreno.

“Nosso eletrolisador de salmoura marciano muda radicalmente o conta logístico de missões a Marte e além”, acrescentou Ramani.

“Essa tecnologia é também útil na terreno, onde abre os oceanos porquê nascente de oxigênio e combustível viável.”

Pralay Gayen, pesquisador associado de pós-doutorado no grupo de Ramani, acrescentou:

“Tendo demonstrado esses eletrolisadores em condições marcianas exigentes, pretendemos implantá-los em condições muito mais amenas na terreno para usar chuva salgada ou comida de chuva salgada para produzir hidrogênio e oxigênio, por exemplo, por eletrólise de chuva do mar “.

Na terreno, eletrolisadores de chuva do mar poderiam ser usados ​​a bordo de veículos submersíveis para permitir extensas missões offshore.

Também poderia permitir uma expansão significativa na indústria de combustíveis alternativos, onde eletrolisadores poderiam gerar células de combustível de hidrogênio a partir da chuva do mar (que dependem de gás hidrogênio e peróxido de hidrogênio para gerar eletricidade).

O estudo descreve suas conclusões (intitulado “Coleta de combustível e oxigênio da salmoura reguladora marciana“) apareceu recentemente em Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Este item foi publicado originalmente por Universo Hoje. Leia o item original.

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