IT之家 8 月 20 日消息,科技媒体 iflscience 昨日(8 月 19 日)发布,美国科研团队通过普通钕磁铁,利用磁性分离水中电解产生的氧气泡,实现微重力环境下高效制氧,让水的分解效率最多提高 240%,有望为人类宇航员制取更多氧气。
IT之家注:氧气是太空探索的关键资源,现有制氧方法多依赖电解水,把水分解为氧气和氢气。然而,地球上气泡靠浮力自动上升并被收集,太空中由于缺乏重力,气泡无法自然分离,导致提取效率低下。
为解决气泡分离问题,传统技术采用离心机,通过机械旋转模拟“重力”,将氧气泡甩出水体。这种系统结构复杂,体积大,且需要消耗额外电力,增加了航天器负担,不利于长期、远程太空任务。
佐治亚理工团队提出利用市售的商用钕磁铁,通过“磁性分离”取代机械装置。原理基于水和氧气泡的“抗磁性”,在电解过程中,电流与磁场作用下让气泡受力移动。研究者利用磁场精确引导气泡至收集点,实现高效分离。
实验在德国不来梅大学的微重力塔进行,该塔高达 146 米,可模拟 9.3 秒微重力环境。研究人员将装有钕磁铁的电解装置自高空释放,实时测量氧气产量。结果表明,磁力分离显著优于传统离心方式,且设备体积小、能耗低,磁性方案氧气产量提升 240%。
该成果为太空生命支持系统提供了新思路,特别适用于火星或远距离载人任务。团队正在开发基于磁流体动力学原理的空间制氧系统,已获美国宇航局资助。