Летим на Марс: проблема кислорода на красной планете решена

Для смягчения последствий глобального изменения климата необходимо значительно сократить выбросы углекислого газа, основного виновника этого явления.

Фото: Designed by Freepik by kjpargeter, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Марс

Китайская исследовательская группа из Нанкинского университета и Университета Фудань (Шанхай) разработала новый процесс электрохимического расщепления CO2 на углерод и кислород, о чем сообщается в журнале Angewandte Chemie. Этот метод позволяет производить кислород под водой или в космосе без строгих требований к давлению и температуре.

Растения, используя процесс фотосинтеза, превращают CO2 в кислород и глюкозу, но этот процесс не очень эффективен, и истинное расщепление CO2 в них не происходит. Более того, технические средства до сих пор не могли осуществить такое расщепление при умеренных температурах.

Исследовательская команда во главе с Пином Хэ и Хаошэнем Чжоу создала электрохимическое устройство, в котором вместо водорода в качестве "посредника" используется литий. Устройство состоит из газового катода с наноразмерным кокатализатором из рутения и кобальта (RuCo) и металлического литиевого анода.

CO2 подается на катод и подвергается двухэтапному электрохимическому восстановлению с помощью лития. Сначала образуется карбонат лития Li2CO3, который затем превращается в оксид лития Li2O и элементарный углерод. В процессе электрокаталитического окисления Li2O преобразуется в ионы лития и газообразный кислород O2.

Этот метод позволяет достичь очень высокого выхода кислорода, более 98,6%, что значительно превышает эффективность естественного фотосинтеза. Исследователи провели успешные испытания не только с чистым CO2, но и со смешанными газами, включая имитацию дымовых газов и марсианской атмосферы, состоящей в основном из CO2.

Если энергия для этого процесса будет получена из возобновляемых источников, этот метод может стать шагом к углеродной нейтральности. Более того, это практичный и контролируемый способ получения O2 из CO2, имеющий широкий спектр применения, от исследования Марса и обеспечения кислородом скафандров до подводного жизнеобеспечения, дыхательных масок, очистки воздуха в помещениях и переработки промышленных отходов.

Уточнения

Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размеру планета Солнечной системы.