Команда, очолювана інженерами UC Riverside, розробила каталізатор для видалення небезпечної хімічної речовини з води на Землі, який також може зробити марсіанський ґрунт безпечнішим для сільського господарства і допомогти у виробництві кисню для людей, які досліджують Марс.
Перхлорат, негативний іон, що складається з одного атома хлору, пов’язаного з чотирма атомами кисню, зустрічається в природних умовах в деяких ґрунтах на Землі і особливо поширений в марсіанському ґрунті. Як сильний окислювач, перхлорат також використовується у твердому ракетному паливі, феєрверках, боєприпасах, ініціаторах подушок безпеки для транспортних засобів, сірників і сигнальних ракет.
Через його поширення як в ґрунті, так і в промислових товарах, перхлорат є звичайним забруднювачем води, що викликає певні захворювання щитовидної залози. Біоакумульовані перхлорати накопичуються в тканинах рослин, і велика кількість перхлоратів, виявлених в марсіанському ґрунті, може зробити вирощену там їжу небезпечною для вживання, обмежуючи можливості для поселень людей на Марсі. Перхлорати в марсіанській пилюці також можуть бути небезпечні для дослідників. Сучасні методи видалення перхлорату з води вимагають або суворих умов, або багатоступінчастого ферментативного процесу для зниження ступеня окислення елемента хлору до нешкідливого хлорид-іона. Вчені черпали натхнення в природі, щоб знизити вміст перхлоратів у воді при атмосферному тиску і температурі за один простий крок.
Рекомендація редакції:
- Nüwa може бути першим містом з мільйоном жителів на Марсі
- Ілон Маск показав космічний корабель для польоту на Марс
Вони відзначили, що анаеробні мікроби використовують молібден у своїх ферментах для зменшення перхлорату і збору енергії в умовах кисневого голодування. Попередні спроби створити хімічний молібденовий каталізатор для відновлення перхлоратів не увінчалися успіхом. Багато інших металевих каталізаторів або вимагають суворих умов, або не сумісні з водою.
Дослідники спробували зімітувати складний процес зменшення вмісту перхлорату мікробів за допомогою спрощеного підходу. Вони виявили, що простим змішуванням звичайного добрива під назвою молібдат натрію, звичайного органічного ліганду під назвою біпірідін для зв’язування молібдену і звичайного активуючого водень каталізатора під назвою паладій на вугіллі, вони отримали потужний каталізатор, який швидко і ефективно руйнував перхлорат у воді.
Цей каталізатор набагато активніший, ніж будь-який інший хімічний каталізатор, про який повідомлялося на сьогодні, і перетворює понад 99,99% перхлората на хлорид незалежно від початкової концентрації перхлората. Новий каталізатор знижує вміст перхлорату в широкому діапазоні концентрацій, від менш як 1 міліграма на літр до 10 грамів на літр. Це робить його придатним для використання в різних сценаріях, включно з очищенням забруднених ґрунтових вод, очищення сильно забруднених стічних вод від виробництва вибухових речовин і забезпечення населеності Марса.
Читайте також:
- У Китаї випробовують іонні двигуни для польотів на Марс і далі
- NASA святкує 100-й день перебування Perseverance на Марсі