Китайцы выяснили, как насытить Марс кислородом 0

Новый электрохимический прибор может напрямую расщеплять углекислый газ (CO2) на углерод и чистый кислород. Команда исследователей из Нанкинского университета (Китай) заявляет, что эта технология может эффективно производить кислород в экстремальных условиях – например, под водой на Земле или на Марсе.

Примечательно, что новое устройство устраняет необходимость в строгих условиях давления и температуры, которые обычно требуются для таких реакций, пишет Interesting Engineering.

"Если электроэнергия для устройства поступает из возобновляемых источников, этот метод открывает путь к углеродной нейтральности. В то же время это практичный и управляемый способ получения кислорода из CO2, который имеет широкий спектр применений – от освоения Марса и обеспечения кислородом скафандров до подводной жизни, дыхательных масок, очистки воздуха в помещениях и переработки промышленных отходов", – говорится в пресс-релизе исследователей.

Новый метод дает 98% кислорода

В природе растения вырабатывают кислород путем фотосинтеза, превращая CO2 в кислород и глюкозу с участием атомов водорода в качестве посредников.

Однако ученые долгие годы пытались воссоздать этот процесс в лабораторных условиях при умеренных температурах.

Исследователи из Нанкинского университета совместно с учеными Фуданьского университета разработали новый метод расщепления CO2 напрямую на углерод и кислород. В отличие от традиционных способов, которые используют водород, их процесс основан на литии как ключевом промежуточном элементе.

Для этого ученые создали инновационное электрохимическое устройство. Оно включает газовый катод с нанокатализатором из рутения и кобальта и металлический литиевый анод.

В катод вводится углекислый газ, который проходит двухстадийное электрохимическое восстановление при участии лития. CO2 реагирует с литием, образуя карбонат лития (Li₂CO₃). Затем карбонат лития разлагается, превращаясь в оксид лития (Li₂O) и элементарный углерод.

На последнем этапе оксид лития (Li2O) снова превращается в ионы лития, а побочным продуктом выделяется чистый кислород (O2). Этот процесс эффективно преобразует CO2 в пригодные для использования углерод и кислород. Оптимизированный катализатор обеспечивает выход кислорода более 98,6%, что значительно превышает эффективность природного фотосинтеза.

Разработанная технология расщепления CO2 сумела продемонстрировать свою универсальность, успешно работая не только с чистым углекислым газом, но и с целым рядом смешанных газов.

В их число входят имитация дымовых газов, имитирующая промышленные выбросы, смесь CO2 и кислорода и даже имитация марсианской атмосферы.

Тонкая марсианская атмосфера состоит преимущественно из CO2, давление которого составляет менее одного процента от атмосферного давления Земли.

Чтобы смоделировать такую среду для тестирования технологии расщепления CO2, исследователи создали газовую смесь, состоящую из аргона и очень низкой концентрации (1 процент) CO2. Однако команда не раскрыла количество кислорода, полученного в марсианских условиях.