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Sind wir vielleicht einen Schritt näher dran, auf dem Mond leben zu können? Ein neues Gerät, das von Wissenschaftlern in Cambridge, Großbritannien, entwickelt wurde, kann dem Mondgestein Sauerstoff entziehen. Diese Technologie wäre äußerst wichtig, um eine Mondbasis für die langfristige Besiedlung zu schaffen oder um den Mond als Ausgangspunkt für die Erkundung der tieferen Bereiche des Weltraums zu verwenden.
Das neue Gerät, ein von Derek Fray und seinen Kollegen entwickelter Reaktor, wurde nach einem modifizierten elektrochemischen Verfahren hergestellt, das das Team im Jahr 2000 erfunden hatte, um Metalle und Legierungen aus Metalloxiden zu gewinnen. Der Prozess verwendet die Oxide - auch in Mondgesteinen gefunden - als Kathode zusammen mit einer Anode aus Kohlenstoff. Um den Strom durch das System fließen zu lassen, befinden sich die Elektroden in einer Elektrolytlösung aus geschmolzenem Calciumchlorid (CaCl2), einem Kochsalz mit einem Schmelzpunkt von fast 800 ° C.
Der Strom entfernt die Metalloxidpellets von Sauerstoffatomen, die ionisiert sind und sich in der Salzschmelze lösen. Die negativ geladenen Sauerstoffionen wandern durch das geschmolzene Salz zur Anode, wo sie ihre zusätzlichen Elektronen abgeben und mit dem Kohlenstoff unter Bildung von Kohlendioxid reagieren - ein Prozess, der die Anode erodiert. Währenddessen bildet sich an der Kathode reines Metall.
Damit das System Sauerstoff und nicht Kohlendioxid produziert, musste Fray eine nicht reaktive Anode herstellen. "Ohne diese Anoden funktioniert es nicht", sagte Fray. Er entdeckte, dass Calciumtitanat, das für sich genommen ein schlechter elektrischer Leiter ist, ein viel besserer Leiter wurde, als er etwas Calciumruthenat hinzufügte. Diese Mischung erzeugte eine Anode, die kaum erodiert - nach 150-stündigem Betrieb des Reaktors berechnete Fray, dass sich die Anode um etwa drei Zentimeter pro Jahr abnutzen würde.
Um den Reaktor auf dem Mond zu heizen, würde nur eine geringe Menge Strom benötigt, sagte Fray, und der Reaktor selbst kann thermisch isoliert werden, um die Wärme einzuschließen. Die drei Reaktoren würden etwa 4,5 Kilowatt Leistung benötigen, die von Sonnenkollektoren geliefert werden könnten oder sogar ein kleiner Kernreaktor auf dem Mond.
In ihren Tests verwendeten Fray und sein Team ein simuliertes Mondgestein namens JSC-1, das von der NASA entwickelt wurde. Fray geht davon aus, dass drei Reaktoren mit einer Höhe von jeweils einem Meter ausreichen würden, um auf dem Mond eine Tonne Sauerstoff pro Jahr zu erzeugen. Drei Tonnen Gestein werden benötigt, um eine Tonne Sauerstoff zu produzieren, und in Tests hat das Team eine fast 100% ige Rückgewinnung von Sauerstoff festgestellt, sagt er. Fray präsentierte die Ergebnisse letzte Woche auf dem Kongress der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie in Glasgow, Großbritannien.
Quelle: Natur
