Производство ракетного топлива из воды может перевернуть всю энергетику Земли

12 781 просмотр
Об авторе

Ракета

Исследователи под руководством бывшего главного технолога NASA надеются запустить спутник, работающий на воде в качестве источника топлива. Группа Корнелльского университета и Мейсон Пек хотят, чтобы их устройство стало первым CubeSat (это такие небольшие спутники размером с обувную коробку), который выйдет на орбиту Луны и при этом продемонстрирует потенциал воды в качестве источника топлива космического аппарата. Это безопасное и стабильное вещество весьма распространено даже в космосе и могло бы найти еще более широкое использование на Земле, раз уж мы ищем альтернативу ископаемому топливу.

Пока мы не разработаем варп-двигатель или другую футуристическую двигательную систему, наши космические путешествия, вероятно, в значительной степени будут зависеть от ракет на том топливе, которое распространено сейчас. Они работают за счет сжигания газа в задней части аппарата и за счет этого, благодаря законам физики, толкаются вперед. Такие двигательные системы для спутников должны быть легкими и переносить кучу энергии в небольшом пространстве (иметь высокую энергетическую плотность), чтобы непрерывно поддерживать аппарат на протяжении многих лет или даже десятилетий на орбите.

Первое опасение вызывает безопасность. Упаковка энергии в малом объеме и массе в форме топлива означает, что даже малейшая проблема приведет к катастрофическим последствиям вроде того, что мы видели с недавним взрывом ракеты SpaceX. Вывод спутников на орбиту с любой формой нестабильного топлива на борту может означать катастрофу для дорогостоящего оборудования, а может и для человеческой жизни, что еще хуже.

Вода может помочь нам обойти эту проблему, поскольку является по сути переносчиком энергии, а не топливом. Группа Корнелльского университета не планирует использовать воду в качестве топлива, а скорее использовать электричество от солнечных батарей для разделения воды на водород и кислород и использования их в качестве топлива. Эти два газа соединяются и становятся гремучей смесью, позволяя реализовать энергию, затраченную на расщепление воды. Сжигание этих газов можно использовать для движения спутника вперед, его разгона или изменения положения на орбите в зависимости от пункта назначения.

Солнечные батареи весьма надежны и не имеют движущихся частей, поэтому идеально подходят для функционирования в условиях микрогравитации и в экстремальных условиях космоса, чтобы производить ток из солнечного света. Традиционно эта энергия аккумулируется в батареях, но корнелльские ученые хотят использовать ее для расщепления воды на борту.

Предлагаемый процесс — известный как электролиз — включает пропускание тока через воду, как правило, содержащую немного растворимого электролита. Ток разбивает воду на кислород и водород, которые выделяются отдельно на двух электродах — на аноде и катоде. На Земле гравитация затем разделяет эти газы, и их можно использовать. Но в условиях невесомости, на спутнике потребуются центробежные силы от вращения для разделения газов из раствора.

Электролиз уже использовали в космосе раньше, чтобы обеспечить кислородом пилотируемые космические миссии и не забирать наверх кислородные резервуары под высоким давлением, например, на Международной космической станции. Но вместо того, чтобы отправлять воду в космос в виде груза на ракете, мы могли бы просто однажды добывать ее на Луне или на астероидах. Если новый подход использования водорода и кислорода для спутникового топлива окажется успешным, мы могли бы получить его готовый источник в космосе. Такой подход можно было бы применить к энергоснабжению космических аппаратов будущего.

Как это часто бывает, разработки в области космических технологий рождают идеи, которые можно применить и на Земле, особенно в решении существенных энергетических проблем. Электричество действительно сложно хранить, а по мере увеличения спроса на электроэнергию мы нуждаемся в прорывах. Ветер и солнечные фермы — не самые эффективные формы возобновляемой энергии, не из-за проблем с выработкой энергии, а из-за того, что мы зачастую не можем сделать ничего полезного с этой энергией. Электросети не справляются в периоды высокой выработки и низкого спроса на энергию.

Возможно, нам поможет использование излишков электроэнергии для расщепления воды на водород и кислород. Затем из водорода можно делать запасы, а при необходимости совмещать его с кислородом из атмосферы.

Производство ракетного топлива из воды может перевернуть всю энергетику Земли

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

19 комментариев

  1. Denus Warrus

    Построить фабрику по электролизу, построить рядом пушку и запускать на орбиту баллистические спутники-снаряды с минимумом топлива для маневров. Понятно, что беспилотные, т.к. перегрузки будут смертельны.

  2. Аноним

    На Плюке нет морей. Из воды лутц сделали. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Mist

      С языка сорвал. И ведь так и будет, если воду будут уносить с Земли такие вот, "пепелацы". Не за год-два, нет. Но и Арал мелел не сутки.

  3. RAPPOPORT

    Lucshe coca~cola s mentosom! ⊙_⊙

  4. Khius

    Электролиз воды просто, но не эффективно (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  5. uran

    Т.е. на Земле расщеплять будем за счёт аккумулированной от солнечных батарей энергии так, что на полярную ночь хватит. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  6. mlserg

    "Упаковка энергии в малом объеме и массе"
    Точно нет ошибки? Если малый обьем и малая масса, значит и топлива мало. Может быть малый обьем с большой массой?

  7. koryab

    кпд такой схемы (разложения воды электролизом и потом сжигания) 60% (цифра 60 взята из статьи что нагуглил) то есть мы просто теряем 40% энергии полученной от фотоэлементов. Проще тем же электричеством нагреть любой газообразный теплоноситель, хоть ту же воду до состояния высокотемпературного газа и через сопло создать ту же реактивную струю. Или нагреть некое вещество до состояния плазмы и разогнать его в индукционной катушке

  8. tabasko

    Ничего нового!
    Опять пустое сжигание газа и ещё больший нагрев атмосферы.... (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  9. Sergeysk2

    )))))) ...и только сейчас об этом сообщили с 1945-го года? О двиготелях ФонБрауна...технологии которых американцы тайно вывезли себе в сша.... никто не знает типа?.. ))))

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.