Los investigadores descubrieron que las reacciones fotoquímicas directas podrían proporcionar el oxígeno y el hidrógeno que los humanos necesitan para habitar Marte o la Luna a largo plazo.

La Estación Espacial Internacional (ISS) tiene electrolizadores de agua alimentados por energía fotovoltaica para extraer oxígeno del agua. Pero el proceso de dos pasos, convertir la luz solar en electricidad y luego usar electricidad para electrolizar el agua, es costoso.

A artículo publicado esta semana dijo que alrededor de 1,5kW del presupuesto de energía de 4,6kW del Sistema de Soporte de Vida y Control Ambiental en la ISS es utilizado por el Grupo Generador de Oxígeno (OGA), que depende de la electrólisis. El enfoque fue un callejón sin salida en términos de futura exploración espacial y vivienda, afirma el estudio publicado en Nature Communications.

Además de las altas demandas de energía, la OGA y la Suite de reducción de dióxido de carbono «actualmente instaladas en la ISS tienen el desafío de ser notoriamente engorrosas y propensas a romperse debido a compartimientos obsoletos, ineficientes o envejecidos», dijo.

Como enfoque alternativo, la investigadora principal Katharina Brinkert, profesora asistente de catálisis en la Universidad de Warwick, evaluó la viabilidad de los dispositivos fotoelectroquímicos (PEC) para aumentar las posibilidades de supervivencia a largo plazo.

Los dispositivos PEC utilizan materiales semiconductores para convertir la energía solar directamente en energía química para producir hidrógeno y oxígeno sin necesidad de una producción intermedia de electricidad. La tecnología es objeto de una intensa investigación en la Tierra porque puede ayudar con el problema de la energía sostenible, pero aún no se ha estudiado su potencial en el espacio.

“Este trabajo busca establecer los fundamentos teóricos para la aplicación de dispositivos PEC en hábitats en la Luna y Marte y ofrece la primera incursión en la exploración de la viabilidad de usarlos para la producción de oxígeno y el reciclaje de dióxido de carbono”, dijo Brinkert en el artículo. .

Los investigadores concluyeron que era posible, pero con algunas salvedades.

«Si bien las altas eficiencias y las densidades de energía a largo plazo de los dispositivos PEC siguen siendo una parte integral de los esfuerzos de investigación terrestre en curso, mostramos que la aplicación de estos dispositivos puede ir más allá de la Tierra y contribuir potencialmente al logro de la exploración espacial humana», dijo. el artículo. él dijo.

La investigación también analizó si los dispositivos PEC podrían construirse en un asentamiento extraterrestre utilizando la utilización de recursos in situ (ISRU), es decir, lo que podría encontrar donde aterrizó.

«La construcción de dispositivos puede utilizar una variedad de materiales semiconductores y electrocatalizadores que están disponibles en la Luna y Marte, y los materiales necesarios eventualmente pueden producirse a través de ISRU. Además, hemos demostrado previamente que los dispositivos PEC pueden funcionar de manera eficiente en microgravedad y nuestro análisis teórico sugiere que se puede ampliar adecuadamente», dijo el estudio. ®