Les chercheurs ont découvert que les réactions photochimiques directes peuvent fournir l’oxygène et l’hydrogène dont les humains ont besoin pour la colonisation à long terme de Mars ou de la Lune.
La Station spatiale internationale (ISS) s’appuie sur un électrolyseur d’eau à énergie photovoltaïque pour extraire l’oxygène de l’eau. Mais le processus en deux étapes – convertir la lumière du soleil en électricité, puis utiliser l’électricité pour électrolyser l’eau – coûte cher.
une article publié cette semaine Il a déclaré qu’environ 1,5 kilowatts du budget de puissance de 4,6 kilowatts pour le système de contrôle environnemental et de survie de la Station spatiale internationale sont utilisés par le groupe électrogène à oxygène (OGA), qui est basé sur l’électrolyse. Cette approche a été une impasse en termes d’exploration et d’habitation spatiales futures, selon l’étude publiée dans la revue Nature Communications.
En plus de la forte demande énergétique, l’OGA et la CO2 Reduction Association « actuellement sur la Station spatiale internationale ont le défi d’être notoirement surmenées et sujettes à des dysfonctionnements dus à des cabines obsolètes, inefficaces ou obsolètes ».
Comme approche alternative, la chercheuse principale Katarina Brinkert, professeure agrégée de catalyse à l’Université de Warwick, a évalué la faisabilité des dispositifs photoélectrochimiques (PEC) pour améliorer les chances de survie à long terme.
Les PEC utilisent des matériaux semi-conducteurs pour convertir l’énergie solaire directement en énergie chimique afin de produire de l’hydrogène et de l’oxygène sans avoir besoin d’une production intermédiaire d’électricité. Cette technologie fait l’objet de recherches approfondies sur Terre car elle peut aider à résoudre un problème d’énergie durable, mais son potentiel dans l’espace n’a pas encore été étudié.
« Ce travail vise à jeter les bases théoriques de l’application des dispositifs PEC dans les habitats sur la Lune et sur Mars, et fournit une première incursion dans l’exploration de la faisabilité de leur utilisation pour la production d’oxygène et le recyclage du dioxyde de carbone », a déclaré Brinkert dans l’article.
C’est possible, ont conclu les chercheurs, mais avec quelques mises en garde.
« Bien que les rendements élevés à long terme et les densités d’énergie des dispositifs PEC restent une partie intégrante des efforts de recherche terrestre en cours, nous avons montré que l’application de ces dispositifs peut s’étendre au-delà de la Terre et potentiellement contribuer à l’exploration spatiale humaine », a-t-il déclaré.
La recherche a également examiné si des PEC pouvaient être construits dans une colonie extraterrestre en utilisant l’utilisation des ressources in situ (ISRU), c’est-à-dire ce que vous pouvez trouver là où vous atterrissez.
« La construction d’appareils pourrait dériver de la variété de semi-conducteurs et d’électrocatalyseurs disponibles sur la Lune et Mars et éventuellement les matériaux requis pourraient être produits via l’ISRU. De plus, nous avons précédemment démontré que les appareils PEC peuvent fonctionner efficacement en microgravité et quelles sont nos indications théoriques. L’étude indique qu’il peut être convenablement étendu. ®
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