پژوهشگران پیروز به جداسازی اکسیژن با یاری آهنربا شدند - وبلاگ کرمی

به گزارش وبلاگ کرمی، برای نخستین بار، پژوهشگران پیروز شدند با استفاده از آهنربا اکسیژن را از محلول الکترولیز شده جداسازی نمایند. موضوعی که برای سفرهای فضایی یک گزینه ضروری محسوب می گردد.

فراوری اکسیژن کافی برای فضانوردان در فضا امری پیچیده است که با سفر به مریخ و فراتر از آن دشوارتر هم می گردد.

اکنون طبق پژوهش دانشگاه وارویک که در نشریه میکروگرویتی (Microgravity) منتشر شده است، محققان با استفاده از آهنربا، روش تازه ای برای فراوری اکسیژن مورد احتیاج فضانوردان اختراع نموده اند.

دریافت اکسیژن در فضا با استفاده از آهنربا

آلوارو رومرو-کالوو (Álvaro Romero-Calvo) نویسنده ارشد این مقاله گفت: در ایستگاه فضایی بین المللی، اکسیژن با استفاده از یک سلول الکترولیتی فراوری می گردد که آب را به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می نماید، اما پس از آن باید این گازهای تجزیه شده را از سیستم استخراج کرد.

این پژوهشگر دانشگاه کلرادو بولدر اضافه کرد: طبق پژوهش صورت گرفته در پژوهشگاه ایمز ناسا، استفاده از معماری مشابه برای برداشت اکسیژن در سفر به مریخ، به مقدار ای باعث افزایش جرم و کاهش قابلیت اطمینان می گردد که به کارگیری آن منطقی نیست.

ناسا در حال حاضر از سانتریفیوژها برای استخراج اکسیژن در فضا استفاده می نماید، اما این دستگاه ها بزرگ هستند و به جرم، قدرت و فرآیند تعمیرونگهداری قابل توجهی احتیاج دارند. بنابراین پژوهشگران آزمایش های نوی را پیش بردند که طی آن آهنرباها به صورت کاملا عملی تر به نتایج مشابهی دست پیدا می نمایند.

این آزمایش ها در مرکز فناوری فضایی کاربردی و ریزگرانش (ZARM) آلمان و درون یک برج ویژه که شرایط ریزگرانش را شبیه سازی می نماید، انجام شد.

هنس پیتر شاوب (Hanspeter Schaub) استاد دانشگاه کلرادو بولدر گفت: پس از سال ها آنالیز تحلیلی و محاسباتی، امکان استفاده از این برج شگفت انگیز در آلمان، اثبات واقعی این موضوع بود که طرح مفهومی ما در محیط فضایی با گرانش صفر به خوبی عمل می نماید.

دفع و جذب حباب های گاز

محققان روشی را برای جدا کردن حباب های گاز از سطوح الکترود در محیط های ریزگرانشی طراحی کردند که به مدت 9.2 ثانیه در برج قطره برمن ایجاد شد.

این مطالعه برای اولین بار نشان داد که در محیط ریزگرانش می توان حباب های گاز را با غوطه ور کردن آن ها در انواع مختلف محلول آبی، به یک آهنربای ساده از جنس نئودیمیوم جذب و دفع کرد.

کاترینا برینکرت (Katharina Brinkert) از مرکز شیمی دانشگاه وارویک برای فناوری کاربردی فضایی و ریزگرانش (ZARM) درباره اثر این پژوهش گفت: بهینه بودن فرآیند جداسازی فاز در محیط هایی با گرانش کاهش یافته، مانعی برای کاوش های فضایی انسان است که از اولین پروازها به فضا در دهه 1960 شناخته شده است.

او اضافه کرد: این پدیده یک چالش ویژه برای سیستم پشتیبانی حیات در فضاپیما و ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) است زیرا اکسیژن برای خدمه در سیستم های الکترولیز آب فراوری می گردد و احتیاج به جداسازی از الکترود و الکترولیت مایع دارد.

اما حالا به گفته او روش نو می تواند پیامدهای فوق العاده ای برای توسعه بیشتر سیستم های جداسازی فاز مواد، مانند مأموریت های فضایی طولانی مدت داشته باشد.

عکس کاور: اهمیت تنفس فضانوردان در مأموریت های فضایی

Credit: EvgeniyShkolenko/iStock

منبع: Interesting Engineering