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化学上的突破:在微重力环境中利用磁铁从水中提取氧气
发布时间: 2022-08-24 05:33:21 来源:E星官网app 作者:E星官网网址下载

  科学家们展示了一种在微重力条件下,使用磁铁从水中提取氧气的方法,这被认为是推动人类进入深空的系统发展的关键进展。这项技术被认为是一种具有成本效益和可行的方法,可以让宇航员在旅途中保持呼吸,并标志着在没有浮力的情况下从水中产生氧气的重要突破。

  该研究的主要作者阿尔瓦罗·罗梅罗-卡尔沃(Álvaro Romero-Calvo)解释说:“在国际空间站,氧气是通过电解池产生的,电解池将水分解为氢和氧,但之后你必须把这些气体从系统中释放出来。美国国家航空航天局艾姆斯研究所(NASA Ames)的一名研究人员最近进行的一项分析得出结论,在火星之旅中采用相同的架构会产生如此大的质量和可靠性损失,以至于使用起来毫无意义。”

  在太空中提取氧气的困难与缺乏重力有关。例如,在地球上,重力会帮助二氧化碳气泡漂浮到苏打水表面。但在太空中,这些气泡仍然悬浮在液体中。当然,这些气体可以在笨重而昂贵的离心机的帮助下被提取出来,但科学家们已经花了数年的时间来探索,如何利用磁铁达到同样的效果。

  为了在类似太空的环境中研究这种可能性,研究作者转向了德国的不莱梅降落塔(Bremen Drop Tower),这是一个146米高的科学设施,可以让一个防震舱垂直坠落到地面,以创造一个短暂的微重力实验时间窗口,在这种情况下持续时间为9.2秒。

  终于,科学家们开发了一种新技术,使用钕磁铁从各种液体中的电极表面分离气泡。在他们成功的实验中,研究人员首次能够使用这种方法在微重力环境中利用磁力吸引和排斥气泡。

  科罗拉多大学博尔德分校的汉斯佩特·绍布(Hanspeter Schaub)教授说:“经过多年的分析和计算研究,能够使用这个位于德国的惊人的降落塔提供了具体的证据,证明这一概念在零重力的空间环境中也能发挥作用。”

  该团队表示,这一进展可能会为下一代宇宙飞船带来新一代的生命支持系统,这种技术将大大有助于将人类送上月球和火星。

  这项研究的作者、华威大学的凯瑟琳娜·布林克特(Katharina Brinkert)博士说:“这些效应对相分离系统的进一步发展产生了巨大的影响,例如对于长期的太空任务,这表明即使在几乎没有浮力的情况下,水(光)电解槽系统中也可以实现高效的氧气和氢气的生产。”

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