Предположим, мы нашли промышленные запасы льда на Луне или Марсе. За счет солнечных батарей или АЭС у нас появляется энергия. Если этот лед растопить, воду очистить, то её можно пить, приготовить суп, можно принимать душ, и даже можно наполнить бассейн и плавать, купаться. Это бытовые применения.
Но можно воду разложить на кислород и водород. Под действием постоянного электрического тока происходит электролиз воды, она разлагается на кислород и водород. Реакция протекает по формуле: 2Н2О = 2Н2↑ + О2↑
С кислородом все ясно — он нужен для дыхания людей. А что делать с водородом? Не выбрасывать же его в космос? Кроме того, водород очень скверно хранится: он легко диффундирует через стенки стальных баллонов, просачивается через трубопроводы. В общем, желательно использовать водород сразу по получению.
Так вот, вариантов полезного использования водорода достаточно много. Во-первых, из водорода и углекислого газа может быть синтезирован метан. То есть, на Луне мы можем получить отличное ракетное топливо. Метан прекрасно хранится в стальных емкостях, стабилен, не разлагается от космического излучения и пр. Реакция эта называется синтез Фишера-Тропша и протекает по формуле: CO + 4H2 = CH4 + 2H2O
Но сегодня известны и более эффективные способы низкотемпературного (до 100 градусов по Цельсию) синтеза. В частности, используется взаимодействие двуокиси углерода с наночастицами оксида церия на рутениевом катализаторе при наложении электрического поля.
Но это не всё, у водорода имеется ещё много полезных применений. Водород прекрасный восстановитель металлов из оксидных руд. Реакция, например для железа, проходит по формуле:
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
А восстанавливать таким образом можно не только железо, но и другие металлы, в т.ч. инертные. А это уже дорого стоит. Правда, необходимы оксидные руды. А вот есть ли они на Луне или Марсе — это вопрос для космогеологов.
В общем, у водорода большие перспективы как ценного сырья, начиная от топлива и металлургии, и до пищевой промышленности.
Кстати, если есть достаточно энергии, то можно разложить углекислый газ на кислород и углерод. Последний вполне может использоваться как строительный материал и не только.
