[/شرح]
هل ربما نكون أقرب خطوة واحدة من القدرة على العيش على القمر؟ جهاز جديد طوره علماء في كامبريدج ، المملكة المتحدة ، يمكنه استخراج الأكسجين من صخور القمر. ستكون هذه التكنولوجيا مهمة للغاية لإنشاء قواعد قمرية للسكن على المدى الطويل ، أو استخدام القمر كنقطة انطلاق لاستكشاف المساحات الأعمق من الفضاء.
تم إنشاء الجهاز الجديد ، وهو مفاعل طوره ديريك فراي وزملاؤه ، من عملية كهروكيميائية معدلة ابتكرها الفريق في عام 2000 للحصول على المعادن والسبائك من أكاسيد المعادن. تستخدم العملية أكاسيد - موجودة أيضًا في صخور القمر - ككاثود ، مع أنود مصنوع من الكربون. للحصول على التيار المتدفق عبر النظام ، توضع الأقطاب الكهربائية في محلول إلكتروليت من كلوريد الكالسيوم المصهور (CaCl2) ، وهو ملح شائع بنقطة انصهار تبلغ حوالي 800 درجة مئوية.
يجرد التيار حبيبات أكسيد الفلز من ذرات الأكسجين ، والتي تتأين وتتحلل في الملح المصهور. تتحرك أيونات الأكسجين سالبة الشحنة عبر الملح المنصهر إلى الأنود حيث تتخلى عن إلكتروناتها الإضافية وتتفاعل مع الكربون لإنتاج ثاني أكسيد الكربون - وهي عملية تؤدي إلى تآكل الأنود. وفي الوقت نفسه ، يتم تشكيل المعدن النقي عند الكاثود.
لجعل النظام ينتج الأكسجين وليس ثاني أكسيد الكربون ، كان على فراي صنع أنود غير تفاعلي. قال فراي: "بدون هذه الأنودات ، لا تعمل". اكتشف أن تيتانات الكالسيوم ، وهو موصل كهربائي ضعيف بمفرده ، أصبح موصلًا أفضل بكثير عندما أضاف بعض روثينات الكالسيوم إليه. أنتج هذا الخليط أنودًا بالكاد يتآكل على الإطلاق - بعد تشغيل المفاعل لمدة 150 ساعة ، حسب فراي أن الأنود سوف يتلاشى بنحو ثلاثة سنتيمترات في السنة.
قال فراي إن تسخين المفاعل على القمر سيحتاج فقط إلى كمية صغيرة من الطاقة ، ويمكن عزل المفاعل نفسه حرارياً لتثبيت الحرارة فيه. وستحتاج المفاعلات الثلاثة إلى حوالي 4.5 كيلووات من الطاقة ، والتي يمكن توفيرها بواسطة الألواح الشمسية أو حتى مفاعل نووي صغير يوضع على القمر.
في اختباراتهم ، استخدم فراي وفريقه صخرة قمري محاكاة تسمى JSC-1 ، طورتها وكالة ناسا. تتوقع فراي أن تكون ثلاثة مفاعلات ، يبلغ ارتفاع كل منها مترًا واحدًا ، كافية لتوليد طن من الأكسجين سنويًا على القمر. هناك حاجة إلى ثلاثة أطنان من الصخور لإنتاج طن من الأكسجين ، وفي الاختبارات شاهد الفريق ما يقرب من 100٪ من استعادة الأكسجين ، كما يقول. قدمت فراي النتائج الأسبوع الماضي في مؤتمر الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية في غلاسكو ، المملكة المتحدة.
المصدر: الطبيعة
