네이처(Nature) 저널에 발표된 새로운 연구는 인간이 지금까지 국제우주정거장(ISS)에서 살기 위해 사용한 기술이 궤도 전초기지 외에는 적합하지 않다고 주장하면서 자원 문제에 대한 새로운 접근 방식을 탐구합니다. 달이나 화성에서의 삶을 위해 우주비행사는 다른 것을 필요로 할 것이며 과학자들은 광전기화학 장치가 해결책이 될 수 있다고 믿습니다.
기사에서워릭 대학 부교수 Katharina Brinkert가 작성한 ISS의 환경 제어 및 생명 유지 시스템의 총 에너지 예산 1,5kW 중 약 4,6kW가 현재 전기 분해의 광전지 공정을 사용하여 산소를 생산하는 데 사용되고 있다고 말합니다. 우주 정거장에 탑재된 산소 발생기는 직류를 사용하여 비자발적 화학 반응을 일으켜 산소 분자와 수소를 분리하여 우주 비행사가 우주에서 숨을 쉴 수 있도록 합니다.
OGA 시스템의 단계 프로세스(태양광을 전기로 변환한 다음 전기 분해 프로세스에 전기 사용)는 비용이 많이 들고 부피가 크며 고장이 나기 쉽기 때문에 지구에서 멀리 떨어진 장기 우주 임무에 방해가 될 수 있습니다. Brinkert와 그의 동료들이 제안한 또 다른 접근법은 광전 전해조 대신 광전기화학(PEC) 장치를 사용하는 것입니다.
OGA와 달리 PEH 장치는 태양 에너지를 직접 화학 에너지로 변환하도록 설계된 단계 프로세스를 기반으로 합니다. 반도체 재료는 중간 전기 생산 없이 전자기 복사를 산소와 수소로 변환합니다.
이 연구 작업은 "달과 화성의 서식지에서 FEH 장치를 사용하기 위한 이론적 기초"를 만들고 이 먼 외계 땅에서 산소 생산과 이산화탄소 처리를 위해 특별히 설계된 FEH 기계를 만들 가능성을 탐구합니다.
광전기화학적 접근법은 합리적으로 보인다고 이 논문의 저자는 결론을 내렸지만 몇 가지 질문은 여전히 열려 있다. FEH 장치의 장기 효율성 및 "전력 밀도"에 대한 연구는 여전히 진행 중이며 "현장 자원 활용"(즉, 이러한 FEH 기계를 구축하기 위해 달 또는 화성에서 발견된 재료 사용) 및 미세 중력에서 작동할 수 있는 능력 덜 문제인 것 같습니다.
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