Přibližně okolo roku 2030 plánuje americká agentura NASA (Národní úřad pro letectví a vesmír) poprvé vyslat astronauty k povrchu planety Mars. Vzhledem ke vzdálenosti mezi Zemí a Marsem a s tím související finanční a logistickou náročností dopravy zásob a technického vybavení, bude potřeba, aby budoucí mise na rudé planetě byly co možná nejvíce soběstačné. Z toho vyplývá potřeba v co možná největší míře využít lokálních zdrojů k získání kyslíku, pitné vody a vodíku (pro výrobu raketového paliva).
Dobrá zpráva je, že se Marsu nachází voda, ze které lze všechny výše zmíněné chemické látky extrahovat. Je v tom ale malý háček. Mise Phoenix Mars Lander, která odebrala vzorky regolitu z povrchu Marsu v roce 2008, identifikovala velké množství soli nacházející se v ledu obsaženého v těchto vzorcích. Podobně sonda Mars Express Evropské vesmírné agentury (ESA) odhalila několik podzemních rezervoárů vody, vyskytující se zde v kapalném skupenství díky obsahu chloristanu hořečnatého. Pomineme-li fakt, že slanou vodu nelze konzumovat, zůstává však vyřešit problém, jak z této vody těžit kyslík pro potřeby dýchání a vodík na výrobu raketového paliva hydrazinu (N2H4). Instrumenty normálně využívané k elektrolýze jsou totiž limitovány na čištěnou deionizovanou vodu. To znamená, že jedinou další možností by bylo nejprve použít desalinátor. Rozměry a hmotnost takového zařízení by však byly v rozporu s politikou NASA a ostatních vesmírných agentur, které chtějí co nejvíce redukovat finance potřebné k vypouštění vesmírných raket.
Vědecký tým z Washingtonské univerzity (McKelvey School of Engineering) vedený profesorem Ramanim, však vytvořil nový kompaktní typ systému určeného k elektrolýze, který je schopen přeměnit slanou vodu ve využitelné produkty. Přístroj se skládá z anody tvořené pyrochlorem ruthenia a olova, vyvinuté týmem profesora Ramaniho, a uhlíkové katody obsahující platinu.
„V prostředích, jako je Mars, soli rozpuštěné ve vodě naopak celému procesu pomáhají. Snižují totiž bod tuhnutí vody a zlepšují efektivitu elektrolýzy snížením elektrického odporu v systému“, říká Vijay Ramani.
Jednou ze součástí roveru Perseverance, který je v současné době na cestě k rudé planetě a na její povrch by měl dorazit 18. Února 2021, je i experiment MOXIE, který umožňuje záskavat kyslík z atmosférického oxidu uhličitého (CO2).
Na základě experimentů s MOXIE na půdě Massachusettského technologického institutu (MIT) bylo zjištěno, že je tento přístroj schopný produkovat 10 gramů kyslíku za hodinu za použití 300 wattů elektrické energie. Ve srovnání s MOXIE je přístroj vyvinutý vědeckou skupinou profesora Ramaniho schopný při spotřebě stejného množství energie produkovat až 250 gramů kyslíku za hodinu, tedy 25 krát více, než MOXIE nacházející se v roveru Perseverance.
Na Zemi by tento přístroj mohl najít využití například na palubách ponorek pro získávání kyslíku. Dále by pak elektrolýza brakické nebo mořské vody mohla být využita ve spojitosti s vodíkovými palivovými články.
Zdroj: https://www.universetoday.com/
Originální vědecká publikace: https://www.pnas.org/content/early/2020/11/24/2008613117
Zdroj ůvodního obrázku: https://www.nasa.gov/image-feature/jezero-crater-was-a-lake-in-mars-ancient-past
Vstup do diskuze