Паливо з атмосфери Марса: китайські дослідники створили каталізатор
/https%3A%2F%2Fs3.eu-central-1.amazonaws.com%2Fmedia.my.ua%2Ffeed%2F137%2F16dd2a73f9913c9386dd577c55519255.jpg)
Китайські науковці розробили каталітичний процес, який дозволяє отримувати метанол з розрідженої марсіанської атмосфери.
Зазначається, що група дослідників з Лабораторії дослідження дальнього космосу розробила двоцентровий каталізатор, який поєднує мідь та натрій на пористій кристалічній підкладці для перетворення CO₂ та водню, отриманого з марсіанського льоду, на пальне на основі метанолу.
За результатами досліджень, каталізатор з додаванням натрію виробляв 245 г метанолу на кілограм каталізатора на годину. За наявними даними, цей показник в 11 разів перевищує використання виключно міді.
Матеріал також дозволив зменшити кількість небажаних побічних продуктів й підтримувати стабільну роботу протягом 12-годинного циклу випробувань. Метанол може стати рішенням для перших людських позаземних баз. Він може стати джерелом енергії для генерації електрики, опалення та живлення роверів.
“Оптимізовані каталізатори, зокрема MOF-808-NaCu, продемонстрували значно покращені показники в реакції гідрування CO2, забезпечивши об’ємну продуктивність виходу метанолу 245 г·кгкат⁻¹·год⁻¹. Ці результати прояснюють стимулювальну роль сусідніх лужнометалевих центрів у двоцентровому каталізі та пропонують стратегію проєктування матеріалів для ефективного перетворення CO₂ у рамках майбутніх проєктів дослідження Марса”, — заявляють дослідники.
Майбутні людські бази на Марсі потребуватимуть насамперед доступної енергії для живлення інфраструктури. Понад 95% марсіанської атмосфери складає CO₂, що робить виживання вкрай складним.
Транспортування рідкого пального на Марс з Землі технічно складне та економічно недоцільне. Тому більшість необхідних ресурсів першим поселенцям необхідно буде виробляти самостійно.
Китайські дослідники під керівництвом Чжан Чже створили двоцентровий каталізатор, відомий як MOF-808-NaCu на основі пористого металорганічного каркаса (MOF-808). Матеріал безпосередньо зв’язує атоми міді з сусідніми промоторами — атомами натрію.
Натрій діє подібно до магніту. Він притягує молекули CO₂ й змінює їх електричну структуру, утримуючи в необхідному положенні, щоб сусідні мідні ділянки могли запустити реакцію гідратування з використанням водню, отриманого з марсіанської водяної криги.
NASA та SpaceX вже давно використовують реактори Сабатьє для виробництва пального з метану. Однак для його зберігання необхідні потужні кріогенні системи охолодження, які підтримуватимуть його у скрапленому стані за температури -161°C.
Метанол залишається практичною альтернативою, оскільки залишається рідким навіть за кімнатної температури та нормального атмосферного тиску. Виробництво рідкого пального без необхідності використання громіздких кріогенних систем дозволить першим марсіанським базам отримати значний резерв енергії для генерації електрики, забезпечення опалення, живлення транспорту та навіть промислового виробництва.
Метанол також може використовуватись як речовина для виробництва антифризу, будівельних матеріалів та інших необхідних речей. Однак перш ніж каталізатор отримає перше реальне застосування у марсіанських умовах, залишаються невирішеними й певні інженерні проблеми.
Зокрема, науковцям доведеться створити легкі компресори, що вловлюватимуть й стискатимуть CO₂ з розрідженої марсіанської атмосфери. Однак наразі науковці все переконливіше демонструють, що багато чого необхідного для виживання на Марсі вже є на самій планеті.
Джерело: JDSE; Interesting Engineering