ESA spustila továrnu na výrobu kyslíku ze simulovaného měsíčního prachu  
Na Měsíci je spousta regolitu. A ten je plný kyslíku. Kdybychom tam dokázali kyslík vyrábět, tak by to byla velká pomoc pro kolonisty. Prototyp evropské továrny na kyslík to zvládne s využitím elektrolýzy tavených solí. Měsíční základny jsou zase o něco blíž.
ESA se chystá na Měsíc. Kredit: ESA.
ESA se chystá na Měsíc. Kredit: ESA.

Měsíc na první pohled vypadá pustý a prázdný. Nějaké zdroje tam ale přece jenom jsou. Pokud bychom je dokázali využít a vyrobit z nich klíčové zásoby pro lunární kolonisty, tak by to bylo velice užitečné pro budoucí osídlení Měsíce. Týká se to například kyslíku, který je skvělý jak pro dýchání kolonistů, tak i pro výrobu raketového paliva.

 

Alexandre Meurisse. Kredit: ESA.
Alexandre Meurisse. Kredit: ESA.

V laboratořích Materials and Electrical Components Laboratory, které jsou součástí výzkumného centra ESA European Space Research and Technology Centre (ESTEC) v nizozemském Noordwijku, právě spustili prototyp továrny, která dokáže vyrobit kyslík ze simulovaného měsíčního prachu. Vědci a inženýři ESA teď mohou sledovat zařízení při práci a vyladit příslušné technologie, které by měly jednoho vyrazit na Měsíc.

 

Průzkum vzorků, které jsme dovezli z povrchu Měsíce, ukázal, že regolit z měsíčního povrchu tvoří ze 40-45 procent váhy právě kyslík a je jeho nejhojnějším prvkem vůbec. Problém je v tom, že kyslík je v regolitu navázán v podobě oxidů, které jsou součástí minerálů regolitu, a je tudíž obtížně dostupný.

 

Vlevo regolit, vpravo regolit po elektrolýze tavených solí. Kredit: ESA.
Vlevo regolit, vpravo regolit po elektrolýze tavených solí. Kredit: ESA.

Zařízení postavené v laboratořích ESTEC získává kyslík ze simulovaného regolitu pomocí elektrolýzy tavených solí. Regolit se umístí do kovové nádoby a smíchá s taveným chloridem sodným. Směs se zahřeje na teplotu 950 °C. Regolit při této teplotě zůstává pevnou horninou. Když ale žhavou směsí prochází elektrický proud, tak dochází k uvolňování kyslíku, který putuje skrz taveninu k anodě.

 

Simulovaný regolit. Kredit: ESA.
Simulovaný regolit. Kredit: ESA.

Zajímavým bonusem tohoto procesu je, že se regolit přemění na použitelné slitiny kovů. Tento postup byl původně vyvinutý britskou společností Metalysis pro komerční produkci kovů a slitin. Během výroby jim vzniká kyslík jako nežádoucí vedlejší produkt a uvolňuje se v podobě oxidu uhličitého a oxidu uhelnatého. V ESTEC celý postup upravili tak, že hlavním produktem nejsou kovy a slitiny nýbrž kyslík.

 

Výrobna kyslíku pracuje pěkně tiše. Vyrobený kyslík prozatím vypouští do okolí, ale v dohledné době by jej po nezbytných úpravách měla skladovat pro další využití. Alexandre Meurisse z ESA a jeho kolegové teď celý proces dále vylepšují. Zjišťují například, jaké slitiny, které tento proces může poskytnout, by byly pro lunární základny nejvíce užitečné. Složení regolitu na povrchu Měsíce je přitom proměnlivé. Velmi záleží na tom, odkud ten který regolit pochází.


ESA to s Měsícem myslí vážně. V polovině dvacátých let by měla být spuštěna pilotní továrna na výrobu kyslíku z regolitu, kterou bude možné instalovat na Měsíci. S těmito technologiemi je osídlení Měsíce zase o něco blíž.

Video:  The European Space Agency Open Day At ESTEC


Literatura
ESA 17. 1. 2020.

Datum: 20.01.2020
Tisk článku

Co drží měsíc na obloze? - Büker Michael
 
 
cena původní: 298 Kč
cena: 238 Kč
Co drží měsíc na obloze?
Büker Michael
Související články:

Budeme 3D tisknout základny na Měsíci?     Autor: Stanislav Mihulka (07.02.2013)
Stavařina na Měsíci: 3D tištěné cihly z měsíčního prachu, vypálené Sluncem     Autor: Stanislav Mihulka (05.05.2017)
Důmyslný reaktor vyrobí z oxidu uhličitého kyslík pro vesmírné cesty     Autor: Stanislav Mihulka (30.05.2019)



Diskuze:

"Budoucnost patří aluminiu!" J.d.C.

Josef Hrncirik,2020-01-21 15:14:17

Při výrobě Al vyvěrá mocným proudem (elektrickým) též nezbytně nutně stejně mocný proud kyslíku: 2 Al2O3 (safír, rubín, šmirgl, bóxit, ...šutry); (Na3AlF6 tav.!!; +- Q = 12 F) = 4Al + 3 O2
Aby však vydezinfikovali a dočista vybílili přemnožené tajkonauty, ESTEC nenápadně navrhuje použít v plynové komoře elektrolyzéru místo toxického kryolitu NaAlF6 neškodný chlorid vápenatý CaCl2. Pro tiskové mluvčí je chlorid jako chlorid, prostě sůl, prostě NaCl. Prostě z obou spolehlivě vznikne vždy velmi žádaný chlor Cl2. 2 Cl- - 2e- = Cl2. Po zakázané výrobě chloru na vojenské lunární zakladně dojde k nečekané tragedii s nedýchatelnou dýchací chlorovou směsí a je dotajkonautováno.
Jak vidno zříti v originálním návodu 10.1016/j.pss.2019.104748 na s.3 v obr.3 bude se sice regolit nasypaný v tenké vrstvě na kovové katodě redukovat (případně až na elementární kovy či jejich slitiny), ale z anody bohatýrsky zanořené do chloridové taveniny vysoko nad regolitem bude unikat spíše čistý chlor než špinavý kyslík. Chloridů bude v tavenině mnohem více než oxidů a chlor se obvykle vylučuje při prakticky stejném napětí jako kyslík a nestačí se v tavenině obsahující málo oxidů pohltit za vzniku kyslíku. Tento problém nehrozí při použitá fluoridů jako tavidel a elektrolytu. I tak se bude část F vázat do málo žádoucích fluorokřemičitanů či hlinitanů a nejen mechanicky pohřbenou sůl v redukovaném regolitu či prudce vykýchanou jako Cl2bude nutno doplňovat. Problém by se mohl zmenšit, pokud by i anoda byla pokryta vrstvou regolitu a ev. Cl2 v něm mohl být zachycen s uvolněním O2. Na obr.6 je graf průběhu uvolňování O2 během 52 hod. elektrolýzy proudem 4A, tj. nábojem 7,75 F, který by uvolnil až 7,75.8 g O2 = 62 g O2 teoreticky. Skutečně však o2 uniká cca jen 0,08 g/h, tj. vznikne ho jen 4,16 g, tj.6,7 % teorie. Zlomyslník by řekl, že zbytek šel do Cl2 vybělovače. Tvrdí se však, že odešel do koroze zařízení.
Spoléhat se ale jen na Cl2 by jistě bylo trestuhodně lehkovážné. Simulant regolitu měl pro sichr netradičních 0,7 % fosforu a přestože nedeklarován C, H v regolitu, v obr.3 supplements bylo v grafu, že odváděný kyslík měl koncentraci cca 2800 ppm, cca 800 ppm HCl, cca 300 ppm CO (fosgen z CO+Cl2=COCl2 to jistí), chloru nebyl zbytek cca 997000ppm, ale jen cca 200 ppm). Za domácí ůkol vypočítejte neudaný průtok promývacího argonu!

Odpovědět


Re: "Budoucnost patří aluminiu!" J.d.C.

Karel Ralský,2020-01-21 22:48:16

Nejenom aluminium ale i promývací argon by se dal ušetřit kdyby se prostě plyny možná mírně stlačily a i za pomocí měsíční noci zkapalnily kde je stín i přes den, a pouhou odpařovací metodou za přispění Měsíčního dne by se z určité mínusové teploty(každý má jinou) se jednotlivé plyny separovaly.

Odpovědět

Energie

Marek Zelenka,2020-01-21 14:40:57

Jak je taková výroba energetický náročná a jakým způsobem se bude energie získávat?

Odpovědět


Re: Energie

Martin Smatana,2020-01-21 17:50:05

Ide o európsky projekt, preto to musí byť zelená energia z obnoviteľných zdrojov, ako sú veterné elektrárne na slnečný vietor alebo drevoštiepka. Do úvahy pripadá aj bioelektrina získaná z elektrického úhora (Electrophorus electricus) alebo z elektrickej raje (Torpedo marmorata). Na osvetlenie prevádzky počas dvojtýždňovej mesačnej noci bude použitá ryba mesačník svietivý (Mola mola), v ubytovniach robotníkov budú použité mušky svetlušky (Lampyris noctiluca).

Odpovědět


Re: Re: Energie

Marek Zelenka,2020-01-22 07:11:42

Martin Smatana: Nezapomeňte také na možnosti osvětlení bioluminiscenčními houbami jako Mycena chlorophos nebo světélkujícími červy Arachnocampa flava...

Odpovědět

Realizace

Tomáš Novák,2020-01-21 13:17:02

Problém bude s tou konečnou fází realizace - teď je pokrok po hodinách, ale na Měsíci to bude trvat roky...

Odpovědět

Kolik chloridu?

Pavel K2,2020-01-21 12:30:38

Chybí tam informace, kolik je na to potřeba toho chloridu sodného - jestli náhodou není jeho spotřeba (na kg) vyšší, než získaný kyslík.

Odpovědět


Re: Kolik chloridu?

Josef Hrncirik,2020-01-21 13:13:50

Jenom 1600g/30g regolitu. Nejde však o sůl nad zlato, ale o dehydratovaný chlorid vápenatý sice p.a., ale jak nenápadně poznamenávají v 2.3 Electrolysis experiments v 5. řádku obsahoval pouhých 0,4% volného páleného vápna (CaO), jak vědecky zjistili Ti titrací.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace