Forskere Høst Brint fra Vand i Vægtløsheden, et Smart Trick for Deep-Space Travel

Close-up af drop tower capsulePhoto: ZARM Drop Tower Drift og Service Selskab

Et team af forskere, der meddelte, at de har høstet brint fra vand i vægtløsheden—et proof-of-princippet test, der måske en dag vil føre til, at en måde at erhverve brændstof eller andre ressourcer i en lang-distance, bemandet mission i rummet.

På lang sigt space travel indebærer mange vanskelige problemer, at korte ture til månen eller den Internationale rumstation ikke. Hvor vil det brændstof, der kommer fra? Vil alt (herunder den menneskelige krop) rent faktisk arbejder efter år i vægtløsheden, hvor der er minimal opdrift kræfter? Et internationalt hold af forskere, der sætter deres eksperiment i en tema-park-som drop tower for at besvare nogle af disse spørgsmål.

Skematisk tegning af experimentGraphic: Brinkert et al, Nature Communications (2018)

“Det er noget nyt, der ikke har været gjort før, der var overraskende vellykket,” Katharina Brinkert, postdoc-stipendiat ved CalTech, fortalte Gizmodo.

Forskerne sætte deres eksperiment i en drop tower ved Center for Anvendt Teknologi Plads og Vægtløsheden (ZARM) i Tyskland. Det er i det væsentlige en forlystelsespark tur, hvor en 4,4-fod (1.34-meter) pneumatiske rør skyder en kapsel 104 miles per hour (168 km per time) til en højde af næsten 400 fod (120 meter). Rør derefter falder til på 9,3 sekunder. Inde i røret er et batteri, lamper, kameraer, controllere, og en photoelectrochemical halv-celle—dybest set, en lys – og el – drevne system, der kan trække protoner fra vand og tilsæt elektroner til at skabe hydrogen atomer.

Brint kan tjene som et vigtigt brændstof for fremtidens rumfart missioner. Men at skabe brugbare brint brændstof i vægtløsheden er ikke let. Uden tyngdekraft, der er næsten ingen opdrift, så den hydrogen bobler, der dannes i vandet skabe en skum, der bliver lagt sammen og stopper atomer og ioner bevæger sig. Forskerne opbygget af mikroskopiske tower strukturer i cellen, som hjalp med vejledning og frigive de bobler, ifølge den nye undersøgelse i Nature Communications.

Brinkert understregede, at de ikke kan høste ilt fra dette system endnu. De eneste, der genereres hydrogen molekyler.

Kapsel på drop tower Foto: ZARM Drop Tower Drift og Service Selskab

“Det var fantastisk, at de kunne skabe brint fra vand,” Thorben Könemann, drop tower operatør på ZARM, fortalte Gizmodo. Han sagde, at dette er en af et væld af forbrænding af flydende fysik, og grundlæggende fysik eksperimenter udført på tårnet.

Mens det ville være super nyttigt at være i stand til at høste brint fra flydende vand under en deep-space mission, er der stadig et spørgsmål om hvor vandet kommer fra. Men vi har skrevet før, at vand er en af de vigtigste ressourcer, som rum-minedrift firmaer håber, at høsten fra asteroider.

Dette var blot et første forsøg på høst brint fra vand, sagde Brinkert. Papir bemærker, at den Internationale rumstation, der allerede har et system, der opdeler kuldioxid til kulstof og ilt. Men de skriver, at de er de første til direkte split brint fra vand i vægtløsheden betingelser.

Måske en dag, at deres system kan fungere som et lettere alternativ til opdeling af kuldioxid, eller som et integreret system, der høster brint fra vand til brændstof samt opdeler kuldioxid til ilt.

[Nature Communications]


Date:

by