Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature explore une nouvelle approche du problème des ressources, affirmant que les technologies que les humains ont utilisées jusqu'à présent pour vivre sur la Station spatiale internationale (ISS) ne conviennent à rien d'autre qu'à un avant-poste orbital. Pour vivre sur la Lune ou sur Mars, les astronautes auront besoin d'autre chose, et les scientifiques pensent que les dispositifs photo-électrochimiques pourraient être la solution.
Dans l'article, rédigé par Katharina Brinkert, professeure associée à l'Université de Warwick, indique qu'environ 1,5 kW du budget énergétique total de 4,6 kW du système de contrôle environnemental et de maintien de la vie de l'ISS est actuellement utilisé pour produire de l'oxygène à l'aide du processus photovoltaïque d'électrolyse. Le générateur d'oxygène à bord de la station spatiale utilise un courant électrique continu pour provoquer une réaction chimique non spontanée, séparant les molécules d'oxygène de l'hydrogène, permettant aux astronautes de respirer dans l'espace.
Le processus en deux étapes du système OGA (convertir la lumière du soleil en électricité, puis utiliser l'électricité pour un processus électrolytique) est coûteux, volumineux et sujet aux pannes, il pourrait donc être un obstacle dans les missions spatiales de longue durée loin de la Terre. Une approche alternative proposée par Brinkert et ses collègues consiste à utiliser des dispositifs photoélectrochimiques (PEC) au lieu d'électrolyseurs photoélectriques.
Contrairement aux OGA, les dispositifs PEH seront basés sur un processus en une étape conçu pour convertir l'énergie solaire directement en énergie chimique. Les matériaux semi-conducteurs convertiront le rayonnement électromagnétique en oxygène et en hydrogène, sans nécessiter de production d'électricité intermédiaire.
Les travaux de recherche créent "des bases théoriques pour l'utilisation d'appareils FEH dans des habitats sur la Lune et sur Mars", et explorent la possibilité de créer des machines FEH spécialement conçues pour la production d'oxygène et le traitement du dioxyde de carbone sur ces terres lointaines et extraterrestres.
L'approche photoélectrochimique semble raisonnable, concluent les auteurs de l'article, même si certaines questions restent encore ouvertes. La recherche sur l'efficacité à long terme et la "densité de puissance" des dispositifs FEH est toujours en cours, tandis que "l'utilisation des ressources in situ" (c'est-à-dire l'utilisation de matériaux trouvés sur la Lune ou sur Mars pour construire ces machines FEH) et la capacité de fonctionner en microgravité semblent être est moins un problème.
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