Реактор Caltech может превращать CO2 в кислород для космических полетов

Хотя кислород распространен во всем космосе, большая его часть не в той форме, которой мы можем дышать. Но исследователи из Калифорнийского технологического института утверждают, что создали реактор, который может превращать углекислый газ в молекулярный кислород, и это может помочь нам бороться с изменением климата здесь на Земле или генерировать кислород для жизни в космосе.

Кислород является одним из самых больших препятствий для освоения человеком космоса. Земля — ​​единственное место, о котором мы знаем, где жизненно важный газ содержится в воздухе, но брать его с собой дорого и неудобно. На МКС кислород получают благодаря электролизу, где вода разделяется на составляющие ее водород и кислород. Кислородом дышит экипаж, а образующийся водород сбрасывают в космическое пространство.

Таким образом, исследователи решили найти другой способ получения кислорода. В итоге они создали реактор, технология которого, в некотором смысле, звучит очень просто: возьмите CO₂, а затем удалите оттуда углерод. Команда обнаружила, что если молекула углекислого газа взаимодействует с инертной поверхностью, такой ​​как золотая фольга, то она может расколоться до молекулярного кислорода и атомарного углерода.

Команда говорит, что реактор работает аналогично ускорителю частиц. Молекулы CO₂ сначала ионизируются, а затем ускоряются с помощью электрического поля и врезаются в поверхность золота. В его нынешнем виде КПД довольно низок, и создается только одна или две молекулы кислорода на каждые 100 запущенных молекул CO₂, но это интригующее доказательство концепции, которая может быть улучшена в будущем.

Исследователи говорят, что эта реакция имеет место в природе, и сама концепция зародилась как попытка объяснить неожиданное открытие молекулярного кислорода на кометах. После того, как космический аппарат «Розетта» обнаружил выход газообразного O₂ из кометы 67P.

Но в 2017 году команда Caltech предложила другое возможное объяснение: кислород создавался другими соединениями, которые врезались в комету на высоких скоростях. После того, как молекулы воды или углекислого газа испускаются из кометы, солнечные ветры могут ускорить и отбросить их обратно в комету. Это, в свою очередь, могло создать молекулярный кислород. Данная модель также послужила источником вдохновения для реактора Caltech.

Исследователи говорят, что в будущем реактор можно будет использовать для производства кислорода для астронавтов, путешествующих на Луну, Марс или еще дальше. А также здесь, на Земле, это может быть полезно для удаления CO₂ из атмосферы и преобразования его в кислород, чтобы бороться с изменением климата. Однако предстоит еще много работы, чтобы довести технологию до серийной стадии.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications