Teknologi Baru Bisa Mendapatkan Oksigen, Bahan Bakar Dari Mars Saltwater

Di

Sistem elektrolisis yang tidak membutuhkan air murni dapat mengubah permainan dalam hal eksplorasi.

Ketika datang ke air dan Mars, ada kabar baik dan bukan kabar baik. Kabar baiknya adalah ada air di Mars! Bukan kabar baik?

Ada air di Mars.

Planet Merah sangat dingin; air yang tidak membeku hampir pasti diisi dengan garam dari tanah Mars, yang menurunkan suhu glasial.

Anda tidak dapat meminum air garam, dan metode yang biasa menggunakan listrik (elektrolisis) untuk memecahnya menjadi oksigen (untuk respirasi) dan hidrogen (untuk bahan bakar) membutuhkan pembuangan garam; usaha yang tidak praktis dan mahal di lingkungan yang keras dan berbahaya.

Jika oksigen dan hidrogen dapat langsung dikeluarkan dari air payau, proses elektrolisis dalam air asin akan jauh lebih mudah – dan lebih murah.

Para insinyur di Sekolah Teknik McKelvey di Universitas Washington di St. Louis telah mengembangkan sistem yang dapat melakukan hal itu. Penelitiannya dipublikasikan hari ini di Prosiding National Academy of Sciences (PNAS).

Tim peneliti, yang dipimpin oleh Vijay Ramani, Profesor Universitas Terkenal Roma B. dan Raymond H. Wittcoff dari Departemen Energi, Lingkungan dan Teknik Kimia, tidak hanya memvalidasi sistem elektrolisis salmon mereka dalam kondisi terestrial yang khas; sistem ini diuji dalam atmosfer Mars simulasi di -33ºF (-36ºC).

“Pengelektrolisis salmon Mars kami secara radikal mengubah kalkulasi logistik misi ke Mars dan sekitarnya,” kata Ramani. “Teknologi ini sama berguna di Bumi di mana ia membuka lautan sebagai sumber oksigen dan bahan bakar yang penting.”

Pada musim panas 2008, NASAPhoenix Mars Lander “menyentuh dan mencicipi” air Mars, mengepul dari es yang mencair yang digali oleh pendarat. Sejak itu, Mars Express Badan Antariksa Eropa telah menemukan beberapa kolam air tanah yang tetap dalam keadaan cair berkat keberadaan magnesium perklorat – garam.

Untuk hidup – meski hanya sementara – di Mars, belum lagi kembali ke Bumi, astronot harus membuat beberapa kebutuhan, termasuk air dan bahan bakar, di Planet Merah. Penjelajah Perseverance NASA sekarang dalam perjalanan ke Mars, membawa instrumen yang akan menggunakan elektrolisis suhu tinggi. Namun, Eksperimen Mars Oxygen Resource Utilization (MOXIE) hanya akan menghasilkan oksigen, dari karbon dioksida di udara.

Sistem yang dikembangkan di lab Ramani dapat menghasilkan oksigen 25 kali lebih banyak daripada MOXIE dengan menggunakan jumlah daya yang sama. Ini juga menghasilkan hidrogen, yang dapat digunakan untuk menggerakkan perjalanan pulang astronot.

“Pengelektrolisis salmon baru kami menggabungkan anoda ruthenium pyrochloride yang dikembangkan oleh tim kami dalam hubungannya dengan platina pada katoda karbon,” kata Ramani. “Komponen yang dirancang dengan hati-hati ini dengan penggunaan yang optimal dari prinsip tradisional teknik elektrokimia telah memberikan kinerja tinggi ini.”

Desain yang cermat dan anoda unik memungkinkan sistem berfungsi tanpa perlu memanaskan atau memurnikan sumber air.

“Paradoksnya, perklorat yang dilarutkan dalam air, yang disebut kotoran, sebenarnya membantu dalam lingkungan seperti Mars,” kata Shrihari Sankarasubramanian, seorang ilmuwan peneliti dalam kelompok Ramani dan penulis gabungan pertama makalah tersebut.

“Mereka mencegah air membeku,” katanya, “dan mereka juga meningkatkan kinerja sistem pengelektrolis dengan menurunkan hambatan listrik.”

Biasanya, elektroliser air menggunakan air deionisasi yang dimurnikan, yang meningkatkan biaya sistem. Sebuah sistem yang dapat bekerja dengan air “suboptimal” atau air asin, seperti teknologi yang ditunjukkan oleh tim Ramani, dapat secara signifikan memperkaya proposisi nilai ekonomis pengelektrolis air di mana saja – bahkan di sini, di planet bumi.

“Setelah mendemonstrasikan elektroliser ini dalam kondisi Mars yang menuntut, kami bermaksud untuk menyebarkannya dalam kondisi yang jauh lebih ringan di Bumi untuk menggunakan umpan air payau atau garam untuk menghasilkan hidrogen dan oksigen, misalnya untuk elektrolisis air laut.” , kata Pralay Gayen, peneliti pascadoktoral di kelompok Ramani yang juga penulis bersama pertama dalam penelitian ini.

Aplikasi semacam itu mungkin berguna di bidang pertahanan, menciptakan oksigen sesuai permintaan di kapal selam, misalnya. Itu juga bisa memberikan oksigen sambil menjelajahi lingkungan yang tidak diketahui lebih dekat ke rumah, di laut dalam.

Teknologi dasar yang memungkinkan sistem pengelektrolisis surya adalah subjek pengajuan paten melalui Kantor Manajemen Teknologi dan tersedia untuk mendapatkan lisensi dari universitas.

Referensi: 30 November 2020, Prosiding National Academy of Sciences.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.