מחקר חדש שפורסם בכתב העת Nature חוקר גישה חדשה לבעיית המשאבים, בטענה שהטכנולוגיות שבני אדם השתמשו עד כה כדי לחיות בתחנת החלל הבינלאומית (ISS) אינן מתאימות לשום דבר מלבד מוצב מסלולי. לחיים על הירח או על מאדים, אסטרונאוטים יצטרכו משהו אחר, ומדענים מאמינים שמכשירים פוטו-אלקטרוכימיים יכולים להיות הפתרון.
במאמר, שנכתב על ידי פרופסור חבר באוניברסיטת וורוויק, קתרינה ברינקרט, קובע כי כ-1,5 קילוואט מתקציב האנרגיה הכולל של 4,6 קילוואט של מערכת הבקרה והחיים הסביבה ב-ISS משמש כיום להפקת חמצן באמצעות תהליך פוטו-וולטאי של אלקטרוליזה. מחולל החמצן שעל סיפון תחנת החלל משתמש בזרם חשמלי ישיר כדי לגרום לתגובה כימית לא ספונטנית, המפריד בין מולקולות חמצן למימן, ומאפשר לאסטרונאוטים לנשום בחלל.
התהליך הדו-שלבי של מערכת OGA (המרת אור השמש לחשמל ולאחר מכן שימוש בחשמל לתהליך אלקטרוליטי) הוא יקר, מגושם ונוטה להתקלות, כך שהוא עלול להוות מכשול במשימות חלל ארוכות טווח הרחק מכדור הארץ. גישה חלופית שהוצעה על ידי ברינקרט ועמיתיו היא להשתמש במכשירים פוטו-אלקטרוכימיים (PEC) במקום באלקטרוליזרים פוטו-אלקטריים.
בניגוד ל-OGA, מכשירי PEH יתבססו על תהליך חד-שלבי שנועד להמיר אנרגיה סולארית ישירות לאנרגיה כימית. חומרים מוליכים למחצה ימירו קרינה אלקטרומגנטית לחמצן ומימן, ללא צורך בייצור ביניים של חשמל.
עבודת המחקר יוצרת "יסודות תיאורטיים לשימוש במכשירי FEH בבתי גידול בירח ובמאדים", ובוחנת את האפשרות ליצור מכונות FEH שתוכננו במיוחד לייצור חמצן ועיבוד פחמן דו חמצני בארצות רחוקות וחיזריות אלו.
הגישה הפוטואלקטרוכימית נראית סבירה, מסכמים מחברי המאמר, אם כי חלק מהשאלות עדיין נותרו פתוחות. המחקר על היעילות ארוכת הטווח ו"צפיפות ההספק" של מכשירי FEH עדיין נמשכים, בעוד ש"ניצול משאבים באתרו" (כלומר, שימוש בחומרים שנמצאו על הירח או על מאדים לבניית מכונות FEH אלה) והיכולת לפעול במיקרו-כבידה נראה שזה פחות בעיה.
קרא גם:
- ESA הראתה כיצד הם בודקים טכנולוגיות לאיסוף דגימות מפני השטח של מאדים
- יווצר רובר ירח למשימות ארטמיס, אשר יאסוף דגימות ויבצע ניתוחים