當涉及到水和火星時，有好消息而不是好消息。好消息：火星上有水!不太好消息?火星上有水。紅色星球非常冷。未凍結(jié)的水幾乎肯定可以從火星的土壤中充滿鹽分，從而降低了凍結(jié)溫度。

您不能喝咸水，通常使用電(電解)將其分解成氧氣(以供呼吸)和氫氣(以供燃料)的方法需要去除鹽分。在惡劣，危險的環(huán)境中進行繁瑣且昂貴的工作。

但是，如果可以將氧氣和氫氣直接從鹽水中擠出，那么鹽水電解過程將變得簡單得多，并且成本也更低。

圣路易斯華盛頓大學麥克凱爾維工程學院的工程師已經(jīng)開發(fā)出可以做到這一點的系統(tǒng)。他們的研究今天發(fā)表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。

由能源，環(huán)境與化學工程系的Vijay Ramani，Roma B.和Raymond H. Wittcoff杰出大學教授領導的研究小組并沒有簡單地驗證其在典型陸地條件下的鹽水電解系統(tǒng)。在模擬的火星大氣中-33 F(-36 C)下檢查了該系統(tǒng)。

拉瑪尼說：“我們的火星鹽水電解槽從根本上改變了前往火星及其他地區(qū)的任務的后勤計算。” “這項技術在地球上是有用的氧氣和燃料源，在地球上同樣有用”

在2008年夏天，美國宇航局的鳳凰火星著陸器“觸摸并品嘗了”火星水，著陸器挖出的融化冰中的蒸氣。從那以后，歐洲航天局的火星快車發(fā)現(xiàn)了幾個地下水塘，這些水塘由于存在高氯酸鎂鹽而保持液態(tài)。

為了在火星上生活(甚至是暫時)，更不用說返回地球了，宇航員將需要在“紅色星球”上制造一些必需品，包括水和燃料。NASA的恒心漫游車現(xiàn)在正在運送前往火星的路線，攜帶使用高溫電解的儀器。但是，火星氧氣現(xiàn)場資源利用實驗(MOXIE)將僅從空氣中的二氧化碳中產(chǎn)生氧氣。

在相同的功率下，Ramani實驗室開發(fā)的系統(tǒng)可以產(chǎn)生比MOXIE多25倍的氧氣。它還會產(chǎn)生氫氣，可用于為宇航員的旅途提供燃料。

拉瑪尼說：“我們的新型鹽水電解槽結(jié)合了由我們的團隊開發(fā)的釕酸鉛燒綠石陽極和碳鉑鉑陰極。” “這些精心設計的組件，加上對傳統(tǒng)電化學工程原理的最佳利用，產(chǎn)生了如此高的性能。”

精心的設計和獨特的陽極使系統(tǒng)能夠運行，而無需加熱或凈化水源。

拉瑪尼小組的研究科學家，論文的共同第一作者Shrihari Sankarasubramanian說：“矛盾的是，水中溶解的高氯酸鹽(所謂的雜質(zhì))實際上在類似火星的環(huán)境中有所幫助。”

他說：“它們可以防止水凍結(jié)，還可以通過降低電阻來提高電解系統(tǒng)的性能。”

通常，水電解槽使用高度純凈的去離子水，這增加了系統(tǒng)的成本?？梢允褂?ldquo;次優(yōu)”或咸水的系統(tǒng)(例如Ramani的團隊所展示的技術)可以顯著增強各地水電解器的經(jīng)濟價值主張，即使在地球上也是如此。

博士后研究員Playy Gayen說：“已經(jīng)在苛刻的火星條件下證明了這些電解器，我們還打算將它們部署在地球上更為溫和的條件下，以利用咸淡水或鹽水進給來產(chǎn)生氫和氧，例如通過海水電解。”是Ramani小組的成員，也是該研究的第一作者。

這樣的應用在國防領域可能是有用的，例如在潛艇中按需制造氧氣。當我們在深海中探索離家更近的未知環(huán)境時，它還可以提供氧氣。

支持鹽水電解系統(tǒng)的基礎技術已通過技術管理辦公室申請專利，并且可以從大學獲得許可。