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为了在月球或火星上生存,人类将需要光电化学装置

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发表在《自然》杂志上的一项新研究探索了解决资源问题的新方法,认为人类迄今为止在国际空间站 (ISS) 上使用的技术不适用于轨道前哨以外的任何地方。 对于月球或火星上的生命,宇航员将需要其他东西,科学家们认为光电化学设备可能是解决方案。

在文章中,由华威大学副教授 Katharina Brinkert 撰写,指出在国际空间站上的环境控制和生命支持系统的 1,5 千瓦总能量预算中,约有 4,6 千瓦目前用于通过电解光伏过程生产氧气。 空间站上的氧气发生器使用直流电引起非自发化学反应,将氧分子从氢气中分离出来,让宇航员可以在太空中呼吸。

为了在月球或火星上生存,人类将需要光电化学装置

OGA 系统的两步过程(将阳光转化为电能,然后将电能用于电解过程)昂贵、笨重且容易发生故障,因此它可能成为远离地球的长期太空任务的障碍。 Brinkert 和他的同事提出的另一种方法是使用光电化学 (PEC) 设备代替光电电解槽。

与 OGA 相比,PEH 设备将基于一步法工艺,旨在将太阳能直接转化为化学能。 半导体材料会将电磁辐射转化为氧气和氢气,而无需中间发电。

该研究工作创造了“在月球和火星栖息地使用 FEH 设备的理论基础”,并探索了在这些遥远的陌生土地上制造专门用于生产氧气和处理二氧化碳的 FEH 机器的可能性。

文章的作者总结说,光电化学方法似乎是合理的,尽管一些问题仍然悬而未决。 对 FEH 设备的长期效率和“功率密度”的研究仍在进行中,而“就地资源利用”(即使用在月球或火星上发现的材料来建造这些 FEH 机器)和在微重力下运行的能力似乎问题不大。

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