宅中地 - 每日更新
宅中地 - 每日更新

贊助商廣告

X

成功從CO2中分離氧氣,NASA要在火星上建造制氧工廠

2023年09月08日 首頁 » 熱門科技

成功從CO2中分離氧氣,NASA要在火星上建造制氧工廠


人類移居火星目標又邁進一大步。美國太空總局 (NASA) 2021年發射的毅力號火星車上搭載一個設備,成功將火星稀薄的空氣轉化為氧氣,經過十幾次運轉產生的氧氣足夠小狗呼吸10個小時,科學家下一步將是擴大為人類製造氧氣和火箭燃料的技術,最終目標是在火星上建設制氧工廠。

火星的大氣95%由二氧化碳和3%的氮氣組成,只有微量的氧氣。NASA一直在測試本地資源利用的可能性,2021年讓麻省理工學院設計的一台大小如烤麵包機的設備MOXIE,跟著毅力號火星車前往火星,看看是否能製造氧氣。

該設備每次運行一小時,測次儀器是否可以在整個火星年中的不同大氣條件下運行,包括能夠在夜間和白天溫度變化超過100 ℃時產生氧氣。二氧化碳包括一個碳原子和兩個氧原子,MOXIE的工作原理是利用電化學過程分離出氧分子並排放一氧化碳作為廢物,當氣體流過儀器時,系統會分析氧氣的純度和數量。由於制氧過程會消耗大量的電力,且需要在800度下的高溫下運轉,科學家使用金塗層和氣凝膠等耐熱材料來製造,防止熱量散發並破壞設備。

結果比研究人員預期的還要成功,過去2.5年裡產生122克氧氣,足以讓一隻小狗存活10個小時。據NASA稱,在最大生產水平下每小時產生12克氧氣,是預期的兩倍,純度為98%以上。證明設備的可行性之後,下一步計劃是擴大規模,創建一個更大、更先進的系統,包括氧氣產生器,以及液化和存儲氧氣的方法。

最終目標是希望有一天能產生足夠的氧氣供人類呼吸,並為從火星返回的火箭提供燃料。研究人員估計,若目標是兩年半後第一批人類上火星,為了滿足從火星返回地球時需要的火箭燃料,氧氣生成速度必須為每小時2至3公斤,而目前MOXIE的生成速度為每小時6至8克,所以未來需要的系統是一個比MOXIE大幾百倍的系統,此外,產生的氧氣必須液化才能用作火箭推進劑,而當前版本的MOXIE無法做到這一點。

擴大規模過程中還有許多問題需要解決,現在火星上的儀器運轉一次只能一個小時,理想的系統是可以在自動模式下連續生產25-30噸的氧氣,系統必須連續運行10,000小時,科學家還要觀察儀器長期處在火星惡劣氣候下是否會出現老化和退化的狀況。此外,氧氣製造工廠需要消耗大量電力,科學家表示,NASA的Kilopower裂變反應堆可能是解決方案。制氧工廠還必須高度可靠且有自治能力,畢竟火星氣候變化很大,一個全尺寸的MOXIE系統要連續運行,它必須能夠自動調整以適應火星大氣的變化。

(首圖來源:pixabay)

宅中地 - Facebook 分享 宅中地 - Twitter 分享 宅中地 - Whatsapp 分享 宅中地 - Line 分享
相關內容
Copyright ©2025 | 服務條款 | DMCA | 聯絡我們
宅中地 - 每日更新