Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature khám phá một cách tiếp cận mới đối với vấn đề tài nguyên, lập luận rằng các công nghệ mà con người đã sử dụng cho đến nay để sống trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) không phù hợp với bất kỳ thứ gì khác ngoài một tiền đồn quỹ đạo. Các phi hành gia sẽ cần một thứ khác để sống trên mặt trăng hoặc sao Hỏa, và các nhà khoa học tin rằng các thiết bị quang điện có thể là giải pháp.
Trong bài viết, được viết bởi Phó Giáo sư Katharina Brinkert của Đại học Warwick, nói rằng khoảng 1,5 kW trong tổng ngân sách năng lượng 4,6 kW của Hệ thống Hỗ trợ Sự sống và Kiểm soát Môi trường trên ISS hiện được sử dụng để sản xuất oxy bằng quá trình điện phân quang điện. Máy tạo oxy trên trạm vũ trụ sử dụng dòng điện trực tiếp để gây ra phản ứng hóa học không tự phát, tách các phân tử oxy khỏi hydro, cho phép các phi hành gia hít thở trong không gian.
Quy trình hai bước của hệ thống OGA (chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng và sau đó sử dụng điện cho quá trình điện phân) rất tốn kém, cồng kềnh và dễ bị hỏng hóc, vì vậy nó có thể là trở ngại trong các sứ mệnh không gian dài ngày ở xa Trái đất. Một cách tiếp cận khác được đề xuất bởi Brinkert và các đồng nghiệp của ông là sử dụng các thiết bị quang điện hóa (PEC) thay vì máy điện phân quang điện.
Trái ngược với OGA, các thiết bị PEH sẽ dựa trên quy trình một bước được thiết kế để chuyển đổi năng lượng mặt trời trực tiếp thành năng lượng hóa học. Vật liệu bán dẫn sẽ chuyển bức xạ điện từ thành oxy và hydro, không cần quá trình phát điện trung gian.
Công trình nghiên cứu tạo ra "nền tảng lý thuyết cho việc sử dụng các thiết bị FEH trong môi trường sống trên Mặt trăng và Sao Hỏa", đồng thời khám phá khả năng tạo ra các máy FEH được thiết kế đặc biệt để sản xuất oxy và xử lý carbon dioxide trên những vùng đất xa lạ, xa lạ này.
Các tác giả của bài báo kết luận rằng phương pháp quang điện hóa có vẻ hợp lý, mặc dù một số câu hỏi vẫn còn bỏ ngỏ. Nghiên cứu về hiệu quả lâu dài và “mật độ năng lượng” của các thiết bị FEH vẫn đang tiếp tục, trong khi “việc sử dụng tài nguyên tại chỗ” (nghĩa là sử dụng vật liệu tìm thấy trên Mặt trăng hoặc Sao Hỏa để chế tạo các máy FEH này) và khả năng hoạt động trong môi trường vi trọng lực dường như là ít của một vấn đề.
Đọc thêm:
Bình luận