Các tấm pin mặt trời của Trạm vũ trụ trên Trái đất
Trên Trái đất, các loài thực vật đa dạng và phong phú của chúng ta tạo ra tất cả lượng oxy cung cấp cho sự sống mà chúng ta cần để thở, nhưng khi chúng ta phiêu lưu ra bên ngoài thế giới của mình, chẳng hạn như trên Trạm vũ trụ quốc tế hoặc Mặt trăng, chúng ta cần tự tạo ra oxy.
Các thiết bị hiện đang được phát triển mô phỏng quá trình quang hợp ở thực vật để biến ánh sáng mặt trời và nước thành oxy. Một nghiên cứu của Đại học Warwick, Vương quốc Anh, Đại học Bremen, Đức và EPFL, Thụy Sĩ, do ESA tài trợ, đã chỉ ra rằng chúng sẽ hoạt động trên Mặt trăng và thậm chí trên Sao Hỏa.
Hiện nay, điện phân là cách phổ biến nhất để tạo ra oxy từ nước, nhưng quá trình này cần có điện.
Lấy cảm hứng từ thực vật, các thiết bị quang hợp nhân tạo tạo ra oxy từ nước và ánh sáng mặt trời bằng cách sử dụng vật liệu bán dẫn được phủ chất xúc tác kim loại – và do đó bỏ qua nhu cầu về điện.
Mặt trăng nhìn từ Trạm vũ trụ quốc tế
Brigitte Lamaze, kỹ sư hỗ trợ sự sống và kiểm soát môi trường của ESA cho biết: “Nước đã được phát hiện trên Mặt trăng và trên Sao Hỏa, vì vậy nghiên cứu này mở đường cho việc phát triển một thiết bị thay thế giúp các phi hành gia tương lai hít thở oxy trong lành trong các nhiệm vụ thám hiểm.
“Các cách hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn để tái tạo các phần của điều kiện mang lại sự sống trong bầu khí quyển của Trái đất – sử dụng tài nguyên sẵn có – hứa hẹn sẽ điều chỉnh mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một hệ sinh thái hoàn chỉnh trong một chiếc hộp.”
Christel Paille, kỹ sư hỗ trợ cuộc sống và kiểm soát môi trường của ESA cho biết: “Tại ESA, chúng tôi không ngừng vượt qua ranh giới của kiến thức lý thuyết để phát triển và tạo ra công nghệ tốt hơn. công nghệ vũ trụ mới.”
Có nắng trên sao Hỏa không?
Sao Hỏa nhung đỏ
Miệng núi lửa trên sao Hỏa có nước đóng băng
Nhóm nghiên cứu đã tính toán rằng quang hợp nhân tạo thậm chí sẽ hoạt động trên sao Hỏa, nơi ánh sáng mặt trời ít gay gắt hơn vì nó ở xa Mặt trời hơn. Các gương năng lượng mặt trời đơn giản để tập trung ánh sáng mặt trời sẽ cải thiện quá trình và có thể dẫn đến năng suất sản xuất oxy cao hơn.
Katharina Brinkert của Đại học cho biết: “Sẽ cần nhiều năm nghiên cứu chuyên sâu trước khi chúng ta có thể sử dụng công nghệ này trong không gian, nhưng việc sao chép các bit thiết yếu từ quá trình quang hợp của tự nhiên có thể mang lại cho chúng ta một số lợi thế và nghiên cứu của chúng tôi đã chỉ ra rằng lý thuyết này là hợp lý”. của nhóm nghiên cứu Warwick.
“Việc khám phá không gian phụ thuộc vào năng lượng tái tạo và do đó có giá trị trực tiếp đối với quá trình chuyển đổi năng lượng của chúng ta trên Trái đất. Những hiểu biết sâu sắc mà chúng tôi thu được từ việc thiết kế và chế tạo các thiết bị quang hợp nhân tạo này có thể giúp chúng tôi đáp ứng thách thức về năng lượng xanh trên Trái đất và có thể trở thành một phần quan trọng trong việc hiện thực hóa các mục tiêu bền vững của chúng tôi trên Trái đất và hơn thế nữa,” Katharina kết luận.
ESA tài trợ cho một tương lai tươi sáng hơn
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Communications và là có sẵn ở đây.
Nó là một phần của một dự án đang triển khai được tài trợ bởi yếu tố Khám phá trong Hoạt động Cơ bản của ESA. Ý tưởng ban đầu được đề xuất thông qua Nền tảng đổi mới không gian mở (OSIP) để đáp lại lời kêu gọi về ý tưởng về công nghệ sản xuất hydro bền vững.