การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature สำรวจแนวทางใหม่ในการแก้ปัญหาทรัพยากร โดยโต้แย้งว่าเทคโนโลยีที่มนุษย์ใช้จนถึงขณะนี้เพื่อใช้ชีวิตบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ไม่เหมาะสำหรับสิ่งอื่นใดนอกจากด่านหน้าในวงโคจร สำหรับชีวิตบนดวงจันทร์หรือดาวอังคาร นักบินอวกาศต้องการสิ่งอื่น และนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าอุปกรณ์โฟโตเคมีไฟฟ้าอาจเป็นทางออก
ในบทความซึ่งเขียนโดยรองศาสตราจารย์ Katharina Brinkert แห่งมหาวิทยาลัย Warwick ระบุว่าประมาณ 1,5 กิโลวัตต์ของงบประมาณพลังงานทั้งหมด 4,6 กิโลวัตต์ของระบบควบคุมสิ่งแวดล้อมและช่วยชีวิตบนสถานีอวกาศนานาชาตินั้นใช้ในการผลิตออกซิเจนโดยใช้กระบวนการโฟโตโวลตาอิกของอิเล็กโทรลิซิส เครื่องกำเนิดออกซิเจนบนสถานีอวกาศใช้กระแสไฟฟ้าตรงเพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ไม่เกิดขึ้นเอง โดยแยกโมเลกุลออกซิเจนออกจากไฮโดรเจน ทำให้นักบินอวกาศสามารถหายใจในอวกาศได้
กระบวนการสองขั้นตอนของระบบ OGA (เปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าแล้วใช้ไฟฟ้าสำหรับกระบวนการอิเล็กโทรลีติค) มีราคาแพง เทอะทะ และพังง่าย ดังนั้นจึงอาจเป็นอุปสรรคในภารกิจอวกาศระยะยาวที่ห่างไกลจากโลก วิธีการทางเลือกที่เสนอโดย Brinkert และเพื่อนร่วมงานของเขาคือการใช้อุปกรณ์โฟโตอิเล็กโทรเคมี (PEC) แทนอิเล็กโทรไลต์โฟโตอิเล็กทริก
ตรงกันข้ามกับ OGA อุปกรณ์ PEH จะใช้กระบวนการขั้นตอนเดียวที่ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมีโดยตรง วัสดุเซมิคอนดักเตอร์จะเปลี่ยนรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน โดยไม่จำเป็นต้องมีการผลิตไฟฟ้าขั้นกลาง
งานวิจัยนี้สร้าง "รากฐานทางทฤษฎีสำหรับการใช้อุปกรณ์ FEH ในแหล่งที่อยู่อาศัยบนดวงจันทร์และดาวอังคาร" และสำรวจความเป็นไปได้ในการสร้างเครื่องจักร FEH ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการผลิตออกซิเจนและกระบวนการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในดินแดนต่างดาวที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้
แนวทางโฟโตอิเล็กโทรเคมีดูสมเหตุสมผล ผู้เขียนบทความสรุป แม้ว่าคำถามบางข้อจะยังคงเปิดอยู่ การวิจัยเกี่ยวกับประสิทธิภาพในระยะยาวและ "ความหนาแน่นของพลังงาน" ของอุปกรณ์ FEH ยังคงดำเนินอยู่ ในขณะที่ "การใช้ทรัพยากรในแหล่งกำเนิด" (เช่น การใช้วัสดุที่พบบนดวงจันทร์หรือดาวอังคารเพื่อสร้างเครื่องจักร FEH เหล่านี้) และความสามารถในการทำงานในสภาวะไร้น้ำหนัก ดูเหมือนจะเป็นปัญหาน้อยกว่า
อ่าน:
- ESA แสดงวิธีการทดสอบเทคโนโลยีในการเก็บตัวอย่างจากพื้นผิวดาวอังคาร
- จะมีการสร้างยานสำรวจดวงจันทร์สำหรับภารกิจอาร์ทิมิส ซึ่งจะเก็บตัวอย่างและทำการวิเคราะห์