Quando se trata de água e Marte, há boas notícias e notícias não tão boas. A boa notícia:há água em Marte! As notícias não tão boas?

Há água em Marte.

O Planeta Vermelho está muito frio; água que não está congelada quase certamente está cheia de sal do solo marciano, o que reduz sua temperatura de congelamento.

Você não pode beber água salgada, e o método usual usando eletricidade (eletrólise) para quebrá-lo em oxigênio (para respirar) e hidrogênio (para combustível) requer a remoção do sal; um incômodo, esforço caro em uma dura, ambiente perigoso.

Se o oxigênio e o hidrogênio pudessem ser coagidos diretamente da água salgada, Contudo, esse processo de eletrólise da salmoura seria muito menos complicado - e menos caro.

Engenheiros da McKelvey School of Engineering da Washington University em St. Louis desenvolveram um sistema que faz exatamente isso. Sua pesquisa foi publicada hoje no Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS )

A equipe de pesquisa, liderado por Vijay Ramani, o Roma B. e Raymond H. Wittcoff Distinguished University Professor no Departamento de Energia, Engenharia Ambiental e Química, não validou simplesmente seu sistema de eletrólise de salmoura sob condições terrestres típicas; o sistema foi examinado em uma atmosfera marciana simulada a -33 F (-36 C).

"Nosso eletrolisador de salmoura marciano muda radicalmente o cálculo logístico das missões a Marte e além", disse Ramani. "Esta tecnologia é igualmente útil na Terra, onde abre os oceanos como uma fonte viável de oxigênio e combustível"

No verão de 2008, O Phoenix Mars Lander da NASA "tocou e provou" a água marciana, vapores de gelo derretido escavados pela sonda. Desde então, o Mars Express da Agência Espacial Europeia descobriu várias lagoas subterrâneas de água que permanecem em estado líquido graças à presença de perclorato de magnésio - sal.

Para viver - mesmo temporariamente - em Marte, sem falar no retorno à Terra, os astronautas precisarão fabricar algumas das necessidades, incluindo água e combustível, no planeta vermelho. O rover Perseverance da NASA está a caminho de Marte agora, carregando instrumentos que usarão eletrólise de alta temperatura. Contudo, o Experimento de Utilização de Recursos In-Situ de Oxigênio de Marte (MOXIE) produzirá apenas oxigênio, do dióxido de carbono no ar.

O sistema desenvolvido no laboratório de Ramani pode produzir 25 vezes mais oxigênio do que o MOXIE usando a mesma quantidade de energia. Também produz hidrogênio, que poderia ser usado para alimentar a viagem de volta aos astronautas.

"Nosso novo eletrolisador de salmoura incorpora um ânodo pirocloro rutenato de chumbo desenvolvido por nossa equipe em conjunto com um cátodo de platina em carbono", disse Ramani. "Esses componentes cuidadosamente projetados, juntamente com o uso ideal dos princípios tradicionais de engenharia eletroquímica, geraram esse alto desempenho."

O design cuidadoso e o ânodo exclusivo permitem que o sistema funcione sem a necessidade de aquecer ou purificar a fonte de água.

"Paradoxalmente, o perclorato dissolvido na água, as chamadas impurezas, realmente ajudam em um ambiente como o de Marte, "disse Shrihari Sankarasubramanian, um cientista pesquisador do grupo de Ramani e co-primeiro autor do artigo.

“Eles evitam que a água congele, " ele disse, "e também melhorar o desempenho do sistema eletrolisador, diminuindo a resistência elétrica."

Tipicamente, eletrolisadores de água usam altamente purificado, água desionizada, o que aumenta o custo do sistema. Um sistema que pode funcionar com água "abaixo do ideal" ou salgada, como a tecnologia demonstrada pela equipe de Ramani, pode aumentar significativamente a proposta de valor econômico dos eletrolisadores de água em todos os lugares - mesmo aqui no planeta Terra.

"Tendo demonstrado esses eletrolisadores sob as exigentes condições de Marte, pretendemos também implantá-los em condições muito mais amenas na Terra para utilizar alimentações de água salobra ou salgada para produzir hidrogênio e oxigênio, por exemplo, através da eletrólise da água do mar, "disse Pralay Gayen, um associado de pesquisa de pós-doutorado no grupo de Ramani e também um primeiro autor conjunto neste estudo.

Esses aplicativos podem ser úteis no domínio da defesa, criando oxigênio sob demanda em submarinos, por exemplo. Também pode fornecer oxigênio à medida que exploramos ambientes desconhecidos mais perto de casa, no fundo do mar.

As tecnologias subjacentes que permitem o sistema eletrolisador de salmoura são objeto de pedido de patente por meio do Office of Technology Management e estão disponíveis para licenciamento na universidade.