Исследователи отметили, что Марс очень холодный, а незамерзшая вода почти наверняка полна соли марсианского грунта, что снижает его температуру замерзания.
По их словам, использование электричества для разложения соленой воды на кислород и водородное топливо требует удаления соли, что является обременительным и дорогостоящим мероприятием в суровых и опасных марсианских условиях.
Команда, возглавляемая Виджаем Рамани, профессором Вашингтонского университета в США, исследовала новую систему в смоделированной марсианской атмосфере при температуре минус 36 градусов по Цельсию.
«Наш марсианский электролизер для рассола радикально меняет логистический расчет миссий на Марс и за его пределы. Эта технология одинаково полезна на Земле, где она открывает океаны как жизнеспособный источник кислорода и топлива», - сказал Рамани.
В 2008 году спускаемый аппарат НАСА Phoenix Mars "прикоснулся и попробовал" марсианскую воду, пары растаявшего льда, выкопанные спускаемым аппаратом.
С тех пор Mars Express Европейского космического агентства обнаружил несколько подземных водоемов с водой, которые остаются в жидком состоянии благодаря присутствию соли перхлората магния.
В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) исследователи отметили, что для того, чтобы жить - даже временно - на Марсе, не говоря уже о возвращении на Землю, астронавтам потребуется произвести некоторые предметы первой необходимости, в том числе вода и топливо на Красной планете.
Марсоход НАСА Perseverance находится на пути к Марсу с инструментами, которые будут использовать высокотемпературный электролиз. Тем не менее, Марсианский эксперимент по использованию ресурсов кислорода на месте (MOXIE) будет производить кислород только из углекислого газа в воздухе.
По словам исследователей, система, разработанная в лаборатории Рамани, может производить в 25 раз больше кислорода, чем MOXIE, используя такое же количество энергии, заявили исследователи, добавив, что она также производит водород, который может быть использован для поездки астронавтов домой.
«Наш новый электролизер для рассола включает анод из рутената свинца из пирохлора, разработанный нашей командой в сочетании с платиновым на угольном катоде», - сказал Рамани.
«Эти тщательно спроектированные компоненты в сочетании с оптимальным использованием традиционных принципов электрохимической инженерии обеспечили столь высокую производительность», - сказал он.
По словам исследователей, продуманная конструкция и уникальный анод позволяют системе работать без необходимости нагревания или очистки источника воды. «Парадоксально, но растворенный в воде перхлорат, так называемые примеси, действительно помогает в такой среде, как Марс», - сказал Шрихари.
Санкарасубраманян, научный сотрудник группы Рамани и первый автор исследовательской работы по этому исследованию. «Они предотвращают замерзание воды, а также улучшают работу системы электролизера за счет снижения электрического сопротивления», - сказал он.
По словам исследователей, в водных электролизерах обычно используется высокоочищенная деионизированная вода, что увеличивает стоимость системы. По их словам, система, которая может работать с «неоптимальной» или соленой водой, такая как технология, продемонстрированная командой, может значительно повысить экономическую ценность водных электролизеров повсюду, даже на Земле.
«Продемонстрировав эти электролизеры в сложных марсианских условиях, мы намерены также развернуть их в гораздо более мягких условиях на Земле, чтобы использовать источники соленой или соленой воды для производства водорода и кислорода, например, посредством электролиза морской воды», - сказал Пралай Гайен, научный сотрудник постдокторского исследования. в группе Рамани, а также является первым автором исследования.
Такие приложения могут быть полезны в сфере обороны, например, для создания кислорода на подводных лодках, заявили исследователи, добавив, что он также может обеспечивать кислород, когда мы исследуем неизведанную среду в глубоком море.