Tecnologia E Inovação

Este 'eletrolisador de salmoura' pode extrair oxigênio, hidrogênio da água em Marte

Cientistas da Universidade de Washington estão patenteando um novo eletrolisador projetado para água gelada de Marte.

Ilustração do antigo lago Jezero de Marte

Os exploradores de Marte precisarão de mais oxigênio e hidrogênio do que podem transportar para o Planeta Vermelho.
A água marciana pode fornecer esses elementos, mas é extremamente salgada.
O novo método pode puxar oxigênio e hidrogênio para respirar e combustível da salmoura marciana.

Quando as pessoas finalmente chegarem a Marte, haverá duas coisas de que elas vão precisar muito: oxigênio e combustível. (Água potável também, mas isso é outra história.) Eles precisarão de mais do que poderiam razoavelmente trazer consigo. Felizmente- agora sabemos - há muita água em Marte que poderia servir como fonte de oxigênio e de combustível na forma de hidrogênio que poderia levar nossos exploradores de volta para casa no final da missão.

Na Terra, podemos extrair os elementos da água pura usando um processo chamado eletrólise. Em Marte, porém, a água contém uma boa quantidade de perclorato de magnésio - sal. É muito 'sujo' para eletrólise e esse processo também requer calor, um problema no clima frio de Marte. Engenheiros da Washington University (WashU) em St. Louis podem ter a solução. Eles desenvolveram e estão em processo de patentear um método para extrair oxigênio e hidrogênio da água, como a salmoura marciana, e funciona perfeitamente bem em temperaturas abaixo de zero.

'Nosso eletrolisador de salmoura marciano muda radicalmente o cálculo logístico das missões a Marte e além', diz WashU's Mapa Vijay .

O sistema é descrito em artigo publicado em PNAS .

O eletrolisador WashU

O eletrolisador WashU - ainda não tem um acrônimo bem-sucedido - não será o primeiro dispositivo capaz de extrair oxigênio da água marciana. Essa honra vai para o Experimento de Utilização de Recursos In-Situ de Oxigênio da Mars, ou MOXIE , que está a caminho de Marte a bordo da NASA Perseverança Andarilho. O rover foi lançado em 30 de julho de 2020. Ele chegará em 18 de fevereiro de 2021 e funcionará em alta temperatura eletrólise para extrair oxigênio puro, mas nenhum hidrogênio.

Além de ser capaz de capturar hidrogênio, o sistema WashU pode até fazer um trabalho melhor com oxigênio do que o MOXIE, extraindo 25 vezes mais da mesma quantidade de água.

O novo sistema não tem problemas com a água misturada com perclorato de magnésio de Marte. Pelo contrário, os pesquisadores afirmam que isso faz com que seu sistema funcione melhor, já que essas altas concentrações de sal evitam que a água congele em um planeta tão frio, reduzindo a temperatura de congelamento do líquido para -60 ° C. Ele acrescenta que pode 'também melhorar o desempenho do sistema eletrolisador, reduzindo a resistência elétrica'.

O frio em si não é problema para o sistema WashU. Ele foi testado em um ambiente abaixo de zero (-33 ⁰F ou -36 ⁰C) que simula Marte.

'Nosso novo eletrolisador de salmoura incorpora um chumbo pirocloro rutenato ânodo desenvolvido por nossa equipe em conjunto com um disco de platina sobre carbono cátodo , 'explica Ramani. Ele acrescenta: 'Esses componentes cuidadosamente projetados, juntamente com o uso ideal dos princípios tradicionais da engenharia eletroquímica, proporcionaram esse alto desempenho.

De volta para casa

“Essa tecnologia é igualmente útil na Terra, onde abre os oceanos como uma fonte viável de oxigênio e combustível”, observa Ramani. Seus colegas prevêem aplicações potenciais, como a produção de oxigênio em habitats de alto mar com ampla disponibilidade de água, como instalações de pesquisa subaquáticas e submarinos.

O primeiro autor conjunto do estudo, Pralay Gayen, diz que 'tendo demonstrado esses eletrolisadores sob condições marcianas exigentes, pretendemos também implantá-los em condições muito mais amenas na Terra para utilizar alimentação de água salobra ou salgada para produzir hidrogênio e oxigênio, por exemplo, através da eletrólise da água do mar . '