最新一期《自然·化學》發(fā)表的一項概念驗證研究顯示,利用現(xiàn)有商用磁鐵可助力太空制氧,使未改裝裝置在微重力環(huán)境下水分解率最多提升240%,有望為人類宇航員制取更多氧氣以更高效探索宇宙。
太空任務需要高效輕便的人類生命支持系統(tǒng),但當前系統(tǒng)譬如國際空間站上的系統(tǒng),依賴復雜的機械元件且耗電巨大,因此需要找到更簡便和更可靠的替代方案。
在電解水過程中,通過電極將水轉化成可呼吸的氧氣,這能減少向航天器額外運送的燃料和空氣。不過,由于缺乏浮力,低重力下產生的氣泡無法像在地球上那樣順利離開電極表面,這意味著未來宇航員和太空旅行者獲得的燃料和空氣會減少。之前提出的解決辦法包括晃動或震動裝置,但這些辦法不僅會消耗額外能量,還會增加成本。
美國佐治亞理工學院和德國不來梅大學的研究人員,此次利用落塔試驗模擬了類似空間站的低重力環(huán)境,演示了去除水電解過程中電極表面氣泡的一種簡易方法。他們發(fā)現(xiàn),在電解裝置中放入商用釹磁鐵后,因磁場增強,氧氣氣泡更容易脫離電極。這種方法能加快低重力環(huán)境下氧氣和氫氣的制取速度。
研究人員還設計了能在低重力下,通過分離氣泡分解水的概念驗證裝置,其效率接近地球環(huán)境下的數(shù)值。
目前,研究人員仍需在低重力環(huán)境下開展進一步測試。但這項發(fā)現(xiàn)意味著,這種方法將能用于優(yōu)化水分解裝置,從而應用于未來的宇宙探索與太空旅行。
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