發(fā)布時間:2025年08月19日 15:36 來源:中國新聞網(wǎng)
北京時間8月18日夜間,施普林格·自然旗下專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-化學(xué)》在線發(fā)表一篇論文稱,一項概念驗證研究顯示,磁鐵或能使未改裝裝置在微重力下的水分解率提升最多達240%,有望為宇航員制取更多氧氣。這項研究發(fā)現(xiàn)有望開發(fā)出一種今后支持人類太空探索的更高效的技術(shù)。
該論文介紹,太空任務(wù)需要包括制氧在內(nèi)的高效輕便的人類生命支持系統(tǒng),但當前例如國際空間站上的系統(tǒng)依賴復(fù)雜的機械元件且耗電巨大,因此需要找到更簡便和更可靠的替代方式。
利用電解過程的水分解化學(xué)通過電極將水轉(zhuǎn)化成可呼吸的氧氣,這能減少需向航天器運送的額外燃料和空氣。不過,由于缺乏浮力,微重力下產(chǎn)生的氣泡無法像在地球上那樣順利離開電極表面,意味著太空旅行者獲得的燃料和空氣會減少。之前提出的解決辦法包括晃動或震動裝置,但此類方法仍會消耗額外能量,增加成本。
在本項研究中,論文共同通訊作者、美國佐治亞理工學(xué)院Álvaro Romero-Calvo和德國不來梅大學(xué)Katharina Brinkert與合作者一起,利用落塔試驗?zāi)M了類似空間站的微重力環(huán)境,演示了去除水電解過程中電極表面氣泡的一種簡易方式。他們發(fā)現(xiàn),在電解裝置中放入商用釹磁鐵后,因磁場增強,氧氣氣泡便更容易脫離電極。這種方法能加快微重力環(huán)境下氧氣和氫氣的制取速度。他們還設(shè)計了能在微重力下分解水的概念驗證裝置(通過分離氣泡),其效率接近地球環(huán)境下的數(shù)值。
論文作者表示,他們這項研究盡管仍需在微重力環(huán)境下開展進一步測試,但該方法或能用于優(yōu)化水分解裝置,從而應(yīng)用于未來的太空旅行。
論文作者還提供一組視頻,對最新發(fā)表的研究進行科普解讀和演示。(記者 孫自法 制作 王嘉怡 視頻來源 施普林格·自然)
責(zé)任編輯:【羅攀】