Я сам строю электролизную ячейку, и мне стало интересно. На Земле существует значительная сила, толкающая пузырьки водорода и кислорода вверх, поэтому ваши электроды по-прежнему контактируют в основном с водой. Однако я полагаю, что в космосе пузырьки будут либо диффундировать вокруг резервуара с электродом, либо скапливаться вокруг самого электрода, и, таким образом, скорость реакции будет значительно снижена.
По сути, я полагаю, что было бы трудно проводить электролиз в невесомости, потому что вы практически полностью теряете контроль над тем, куда уходит выходящий газ. Как они это решают?
Я предполагаю, что общий ответ для любой системы разделения масс будет заключаться в том, что вы ее вращаете, но разделение масс не очень эффективно для электролиза, поскольку для этого требуется большее расстояние между анодом и катодом, что приводит к протонным омическим потерям, т.е. к увеличению внутреннего сопротивления. Таким образом, более оптимальное разделение видов осуществляется не по их массе, а по их размеру и заряду, обычно через мембрану протонного обмена (PEM).
Электролиз PEM позволяет более плотно разместить электрод, чтобы уменьшить омические потери , позволяет использовать более высокий ток и устойчив к относительно высоким давлениям. Вода, подаваемая на конец анода, и по мере того, как ток течет от катода к аноду, вода разделяется на водород и кислород, положительно заряженный водород притягивается через PEM к отрицательно заряженному катоду, а отрицательно заряженный кислород отталкивается от катода к положительно заряженный анод:
Схема электролизера ПЭМ и основные принципы работы. Источник анимации: Википедия об электролизе PEM .
Электролиз PEM также является основным источником кислорода на Международной космической станции , и они используют перхлоратные свечи в качестве резервных (в чрезвычайных ситуациях или когда электролизная машина не работает):
Генератор работает по простому принципу — электролиз, диссоциация кислорода и водорода из воды за счет применения электричества. Что делает генератор безопасным? Устройство использует протонообменную мембрану (PEM) для разделения образующегося водорода и кислорода.
В электролизере PEM вода окисляется на кислородном электроде или аноде элемента с образованием газообразного кислорода, высвобождая ионы водорода (протоны) и электроны. Ионы водорода мигрируют от анода ячейки к катоду ячейки или водородному электроду под действием электрического поля, наложенного на ячейку, в то время как электроны переносятся источником постоянного тока. Протоны и электроны рекомбинируют на катоде элемента с образованием водорода. Жидкая вода также выделяется на катоде из-за процесса, называемого электроосмотическим сопротивлением. Кислород и водород вырабатываются в стехиометрическом соотношении — две единицы объема водорода на каждую единицу кислорода — со скоростью, пропорциональной приложенному току ячейки.
БВГ
TildalWave