Марсианские технологии.

[Максим0]

23.05.2022 в 19:24, viking9889 сказал:

а зачем карбид лития на марсе?

 

[Ruslan_Sharipov]

В 25.02.2020 в 15:46, Лавров сказал:

В случае Венеры понижение температуры приводит к выпадению большей части агрессивных газов с последующей их фиксацией в грунте или морях. Понижается давление. Можно заселять поверхность.

А может как раз надо начинать с фиксации парниковых газов. Данные о составе венерианского грунта содержатся здесь: https://spacegid.com/sostav-planetyi-venera.html. Главный компонент - диоксид кремния. Главный компонент венерианской атмосферы - диоксид углерода. Нельзя ли заставить эти вещества прореагировать с образованием некоторого композитного оксида Si_mC_nO_q ?

[Максим0]

05.06.2022 в 01:10, Ruslan_Sharipov сказал:

А может как раз надо начинать с фиксации парниковых газов. Данные о составе венерианского грунта содержатся здесь: https://spacegid.com/sostav-planetyi-venera.html. Главный компонент - диоксид кремния. Главный компонент венерианской атмосферы - диоксид углерода. Нельзя ли заставить эти вещества прореагировать с образованием некоторого композитного оксида Si_mC_nO_q ?

Ввиду отсутствия такого оксида - нельзя.

[Ruslan_Sharipov]

В 05.06.2022 в 12:10, Максим0 сказал:

Ввиду отсутствия такого оксида - нельзя.

А были ли попытки создать оксид вида Si_mC_nO_q? Особенно в условиях венерианского давления? То есть плавил ли кто кварц в углекислом газе при давлении 100 атмосфер? Впрочем простой плавки для Венеры недостаточно, SiO₂ там не плавится. Нужен какой-то катализатор, который доставляется с Земли.

 

[Максим0]

05.06.2022 в 14:03, Ruslan_Sharipov сказал:

А были ли попытки создать оксид вида Si_mC_nO_q? Особенно в условиях венерианского давления? То есть плавил ли кто кварц в углекислом газе при давлении 100 атмосфер? Впрочем простой плавки для Венеры недостаточно, SiO₂ там не плавится. Нужен какой-то катализатор, который доставляется с Земли.

Венера - не интересна, колонизация Венеры нынче - технологически недоступное, 100% прожектёрство, кроме того эта тема - о Марсе!

Термодинамика запрещает связывание углекислоты без затрат энергии - поэтому катализаторы без источника энергии бесполезны. Сделать мощный источник энергии на поверхности Венеры проблематично - для солнечных батарей слишком жарко + облачность погружает планету в сумрак, годна будет только ядерная энергия с низким КПД - ввиду горячего холодильника. Для связывания углекислоты без дополнительной энергии годны только реагенты - щёлочь или активные металлы. Предложите завозить на Венеру литий или оружейный уран?

[Ruslan_Sharipov]

В 05.06.2022 в 14:41, Максим0 сказал:

Термодинамика запрещает связывание углекислоты без затрат энергии.

А где-нибудь есть доказательство этого утверждения? По данным из https://spacegid.com/sostav-planetyi-venera.html на Венере есть оксид кальция и его там от 7 до 10 процентов, а карбонат кальция устойчив к венерианским температурам.

[Максим0]

06.06.2022 в 06:44, Ruslan_Sharipov сказал:

А где-нибудь есть доказательство этого утверждения? По данным из https://spacegid.com/sostav-planetyi-venera.html на Венере есть оксид кальция и его там от 7 до 10 процентов, а карбонат кальция устойчив к венерианским температурам.

Выше вы писали не об оксиде кальция, а о кварце! Не натягивайте сову на глобус.

[St2Ra3nn8ik]

Максим0! На днях прочитал статью, хоть и научно-популярную, но в ней упоминается фотокатализ на NaTaO₃, позволяющий получать из воды и углекислого газа синтез-газ, а из него уже обычным путём - органику разную. Предлагают как раз для Марса. Может, вам удастся найти собственно научные статьи по этой теме...

 

https://hij.ru/read/28566/

В цитате оттуда, собственно, про это применение танталатов:

Скрытый текст

Как натрий поможет разлагать воду? В принципе, если бросить металлический натрий в воду, то он ее разложит, образуя едкий натр и водород. Причем сделает это столь энергично, что может взорваться. Такое разложение воды никому не нужно, поскольку натрий в этом процессе израсходуется и никакого выигрыша в энергии не получится, а ведь воду предполагается разлагать для того, чтоб полученным водородом заменить ископаемое топливо. Есть мнение, что эта идея чудовищна, потому что вода и так в дефиците. Это мнение ошибочно – вода снова получается при сгорании водородного топлива и возвращается в естественный круговорот влаги.

 

 

Вот для получения водорода без сжигания ископаемого топлива и может послужить одно замечательное соединение – танталат натрия, NaTaO₃; оно разрушает воду под действием солнечного света, а само при этом не расходуется. Получается удивительная картина: серый порошок насыпают на дно стеклянного стакана, наливают воду, ставят на свет – 
и все: вода наполняется пузырьками водорода и кислорода. Никаких дополнительных затрат энергии и материалов: для получения водородного топлива надо просто добавлять воду! Полученный водород можно не только сжечь, но и использовать для получения органических веществ.

 

Первыми способность танталата к разложению воды заметили в 1997 году («Chemical Letters») Кудо Акихики и Като Хидеки из Токийского университета науки, правда, сделали они это с другим соединением тантала – K₃Ta₃Si₂O₁₃. Однако спустя десять лет основным объектом внимания стал танталат натрия. В лидеры его вывели те же самые Кудо и Като: они изучали фотолюминесценцию танталатов натрия, легированных редкоземельными элементами, и заметили, что помимо люминесценции таким соединениям присуща и способность разлагать воду. Лидером в их опытах оказался танталат натрия, легированный лантаном и смешанный с небольшим количеством оксида никеля – именно на нем зарождается молекула водорода. В 2000 году при облучении ультрафиолетом от ртутной лампы грамм танталата давал 5,9 ммоль водорода в час, а спустя три года – уже 19,5.

 

Более того, в 2010 году Терамура Кентаро с коллегами из университета Киото («Applied Catalysis B: Environmental») обнаружили, что танталат натрия не только разлагает воду. Если пропускать через реактор углекислый газ, то образующийся водород опять-таки при помощи танталата станет восстанавливать углекислый газ до угарного. То есть можно в схожих танталато-водных установках получать синтез-газ: смесь водорода и угарного газа; как раз его и применяют для промышленного синтеза различной органики. Вся эта технология может оказаться востребованной на Земле – для синтеза того же топлива из углекислого газа и воды (случится это после запрета ископаемого топлива) – и совершенно точно пригодится при освоении космического пространства и планет, в частности Марса: на нем предостаточно и ультрафиолета, и углекислого газа, а воду можно получать как из льда полярных шапок, так и из подповерхностных залежей вечной мерзлоты.

 

Сейчас задача исследователей – с помощью легирования изменить кристаллическую решетку танталата натрия и увеличить выход водорода, причем под действием не только ультрафиолетовой части, но всего солнечного спектра. Путь более-менее понятен – нужно как можно сильнее исказить эту решетку, максимально сдвинув слагающие ее атомы из своих идеальных положений. На роль такого исказителя претендует стронций, который может занимать место как натрия, так и тантала, но пока идеальное соотношение элементов не найдено. Пока что в базе научных публикаций по проблеме, собираемой Ониси Хироси из университета Рокки-даи в Кобе («ChemSusChem», 2019, 12), накопилось почти две сотни работ – исследования танталатного катализатора разложения воды находятся на переднем фронте современной науки, по крайней мере, японской.

 

[Максим0]

08.06.2022 в 00:27, St2Ra3nn8ik сказал:

Максим0! На днях прочитал статью, хоть и научно-популярную, но в ней упоминается фотокатализ на NaTaO₃, позволяющий получать из воды и углекислого газа синтез-газ, а из него уже обычным путём - органику разную. Предлагают как раз для Марса. Может, вам удастся найти собственно научные статьи по этой теме...

https://hij.ru/read/28566/

В цитате оттуда, собственно, про это применение танталатов:

  Скрыть содержимое

Как натрий поможет разлагать воду? В принципе, если бросить металлический натрий в воду, то он ее разложит, образуя едкий натр и водород. Причем сделает это столь энергично, что может взорваться. Такое разложение воды никому не нужно, поскольку натрий в этом процессе израсходуется и никакого выигрыша в энергии не получится, а ведь воду предполагается разлагать для того, чтоб полученным водородом заменить ископаемое топливо. Есть мнение, что эта идея чудовищна, потому что вода и так в дефиците. Это мнение ошибочно – вода снова получается при сгорании водородного топлива и возвращается в естественный круговорот влаги.

 

 

Вот для получения водорода без сжигания ископаемого топлива и может послужить одно замечательное соединение – танталат натрия, NaTaO₃; оно разрушает воду под действием солнечного света, а само при этом не расходуется. Получается удивительная картина: серый порошок насыпают на дно стеклянного стакана, наливают воду, ставят на свет – 
и все: вода наполняется пузырьками водорода и кислорода. Никаких дополнительных затрат энергии и материалов: для получения водородного топлива надо просто добавлять воду! Полученный водород можно не только сжечь, но и использовать для получения органических веществ.

 

Первыми способность танталата к разложению воды заметили в 1997 году («Chemical Letters») Кудо Акихики и Като Хидеки из Токийского университета науки, правда, сделали они это с другим соединением тантала – K₃Ta₃Si₂O₁₃. Однако спустя десять лет основным объектом внимания стал танталат натрия. В лидеры его вывели те же самые Кудо и Като: они изучали фотолюминесценцию танталатов натрия, легированных редкоземельными элементами, и заметили, что помимо люминесценции таким соединениям присуща и способность разлагать воду. Лидером в их опытах оказался танталат натрия, легированный лантаном и смешанный с небольшим количеством оксида никеля – именно на нем зарождается молекула водорода. В 2000 году при облучении ультрафиолетом от ртутной лампы грамм танталата давал 5,9 ммоль водорода в час, а спустя три года – уже 19,5.

 

Более того, в 2010 году Терамура Кентаро с коллегами из университета Киото («Applied Catalysis B: Environmental») обнаружили, что танталат натрия не только разлагает воду. Если пропускать через реактор углекислый газ, то образующийся водород опять-таки при помощи танталата станет восстанавливать углекислый газ до угарного. То есть можно в схожих танталато-водных установках получать синтез-газ: смесь водорода и угарного газа; как раз его и применяют для промышленного синтеза различной органики. Вся эта технология может оказаться востребованной на Земле – для синтеза того же топлива из углекислого газа и воды (случится это после запрета ископаемого топлива) – и совершенно точно пригодится при освоении космического пространства и планет, в частности Марса: на нем предостаточно и ультрафиолета, и углекислого газа, а воду можно получать как из льда полярных шапок, так и из подповерхностных залежей вечной мерзлоты.

 

Сейчас задача исследователей – с помощью легирования изменить кристаллическую решетку танталата натрия и увеличить выход водорода, причем под действием не только ультрафиолетовой части, но всего солнечного спектра. Путь более-менее понятен – нужно как можно сильнее исказить эту решетку, максимально сдвинув слагающие ее атомы из своих идеальных положений. На роль такого исказителя претендует стронций, который может занимать место как натрия, так и тантала, но пока идеальное соотношение элементов не найдено. Пока что в базе научных публикаций по проблеме, собираемой Ониси Хироси из университета Рокки-даи в Кобе («ChemSusChem», 2019, 12), накопилось почти две сотни работ – исследования танталатного катализатора разложения воды находятся на переднем фронте современной науки, по крайней мере, японской.

 

Этот способ работает только с частью УФ... а доля УФ в энергии излучаемой Солнцем около 10%. Общий КПД процесса будет порядка 1%. Кроме того тантал будет проблематично найти и получить на Марсе, там можно будет рассчитывать только на привозной.

Изменено 7 Июня, 2022 в 22:11 пользователем Максим0

[St2Ra3nn8ik]

На Марсе нашли аномальные залежи водного льда