Mars-obtenir-de-oxygène-et-du-carburant-de-eau-salée
L’équipe de recherche, dirigée par Vijay Ramani, Roma B. et Raymond H. Wittcoff, ne s’est pas contentée de valider son système d’électrolyse de la saumure dans des conditions terrestres typiques; ce système a été examiné dans une atmosphère martienne simulée à -36 ⁰C.

Un système d’électrolyse de la saumure

En ce qui concerne l’eau et Mars, il y a de bonnes et de moins bonnes nouvelles. L’eau qui n’est pas gelée est presque certainement pleine de sel provenant du sol martien, ce qui abaisse sa température de congélation.
On ne peut pas boire de l’eau salée, et la méthode habituelle utilisant l’électricité (électrolyse) pour la décomposer en oxygène (pour respirer) et en hydrogène (pour le carburant) nécessite d’éliminer le sel. Depuis lors, le Mars Express de l’Agence spatiale européenne a découvert plusieurs mares souterraines d’eau qui restent à l’état liquide grâce à la présence de sel de perchlorate de magnésium.
Pour vivre, même temporairement, sur Mars, sans parler du retour sur Terre, les astronautes devront fabriquer sur la planète rouge certaines des nécessités, dont l’eau et le carburant. Le rover Perseverance de la NASA est maintenant en route pour Mars, transportant des instruments qui utiliseront l’électrolyse à haute température.

Plus performant que MOXIE

Cependant, l’expérience d’utilisation des ressources en oxygène in situ sur Mars (MOXIE) ne produira que de l’oxygène, à partir du dioxyde de carbone présent dans l’air. Ce nouveau système peut produire 25 fois plus d’oxygène que MOXIE avec la même quantité d’énergie. Il produit également de l’hydrogène, qui pourrait être utilisé pour alimenter le voyage de retour des astronautes.
La conception soignée et l’anode unique permettent au système de fonctionner sans qu’il soit nécessaire de chauffer ou de purifier la source d’eau. « Paradoxalement, le perchlorate dissous dans l’eau, appelé impuretés, est en fait utile dans un environnement comme celui de Mars », a déclaré Shrihari Sankarasubramanian, chercheuse du groupe de Ramani et coauteur d’un article. « Elles empêchent l’eau de geler », dit-il, « et améliorent également les performances du système d’électrolyse en diminuant la résistance électrique ».
En général, les électrolyseurs d’eau utilisent de l’eau déionisée hautement purifiée, ce qui augmente le coût du système. Un système qui peut fonctionner avec de l’eau « sous-optimale » ou salée, comme la technologie démontrée par l’équipe de Ramani, peut considérablement améliorer les électrolyseurs d’eau – même ici sur la planète Terre.
« Après avoir fait la démonstration de ces électrolyseurs dans les conditions difficiles de Mars, nous avons l’intention de les déployer également dans des conditions beaucoup plus douces sur Terre, pour utiliser des alimentations en eau saumâtre ou salée afin de produire de l’hydrogène et de l’oxygène, par l’électrolyse de l’eau de mer », a déclaré Pralay Gayen, un associé de recherche postdoctorale dans le groupe de Ramani et également co-auteur de cette étude.

Pour plusieurs applications

De telles applications pourraient être utiles dans le domaine de la défense, en créant par exemple de l’oxygène à la demande dans les sous-marins. Les technologies sous-jacentes permettant à ce système d’électrolyse de la saumure de produire des éléments essentiels, font l’objet d’un dépôt de brevet auprès de l’Office of Technology Management et peuvent faire l’objet de licences de la part de l’université.
Cette recherche a été publiée dans PNAS.
Source : Washington University in St. Louis
Crédit photo : Pixabay