La NASA estudia como extraer oxigeno en Marte
Un sistema de electrolisis para salmueras ha demostrado la capacidad de extraer oxígeno e hidrógeno en las condiciones simuladas de la superficie marciana: -36 grados Celsius.
El Planeta Rojo es muy frío; el agua que no está congelada está casi con certeza llena de sal del suelo marciano, lo que reduce su temperatura de congelación y complica la extracción de sus componentes fundamentales para sostener la vida o producir combustible.
«Nuestro electrolizador de salmuera marciana cambia radicalmente el cálculo logístico de las misiones a Marte y más allá», dijo el profesor Vijay Ramani, líder del equipo de ingenieros de la Universidad de Washington en St.Louis que publica el avance en PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences). «Esta tecnología es igualmente útil en la Tierra, donde abre los océanos como una fuente viable de oxígeno y combustible», agregó en un comunicado.
En el verano de 2008, el Phoenix Mars Lander de la NASA «tocó y probó» el agua marciana, los vapores del hielo derretido desenterrados por el módulo de aterrizaje. Desde entonces, el Mars Express de la Agencia Espacial Europea ha descubierto varios estanques de agua subterráneos que permanecen en estado líquido gracias a la presencia de perclorato de magnesio (sal).
Para vivir, aunque sea temporalmente, en Marte, sin mencionar el regreso a la Tierra, los astronautas deberán fabricar algunas de las necesidades, incluidos agua y combustible, en el Planeta Rojo. El rover Perseverance de la NASA está en ruta a Marte ahora, llevando instrumentos que usarán electrólisis de alta temperatura. Sin embargo, el Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno de Marte (MOXIE) producirá solo oxígeno, a partir del dióxido de carbono en el aire.
El sistema desarrollado en el laboratorio de Ramani puede producir 25 veces más oxígeno que MOXIE usando la misma cantidad de energía. También produce hidrógeno, que podría usarse como combustible para el viaje a casa de los astronautas.
«Nuestro novedoso electrolizador de salmuera incorpora un ánodo de pirocloro de rutenato de plomo desarrollado por nuestro equipo junto con un cátodo de platino sobre carbono», dijo Ramani. «Estos componentes cuidadosamente diseñados, junto con el uso óptimo de los principios tradicionales de la ingeniería electroquímica, han producido este alto rendimiento».
El diseño cuidadoso y el ánodo único permiten que el sistema funcione sin la necesidad de calentar o purificar la fuente de agua. «Paradójicamente, el perclorato disuelto en el agua, las llamadas impurezas, en realidad ayudan en un ambiente como el de Marte», dijo Shrihari Sankarasubramanian, científico investigador del grupo de Ramani y primer autor conjunto del artículo.
«Evitan que el agua se congele», dijo, «y también mejoran el rendimiento del sistema electrolizador al reducir la resistencia eléctrica».
Por lo general, los electrolizadores de agua utilizan agua desionizada altamente purificada, lo que aumenta el costo del sistema. Un sistema que puede funcionar con agua «subóptima» o salada, como la tecnología demostrada por el equipo de Ramani, puede mejorar significativamente la propuesta de valor económico de los electrolizadores de agua en todas partes, incluso aquí en el planeta Tierra.
«Habiendo demostrado estos electrolizadores en las exigentes condiciones marcianas, tenemos la intención de implementarlos también en condiciones mucho más suaves en la Tierra para utilizar alimentos de agua salobre o salada para producir hidrógeno y oxígeno, por ejemplo mediante la electrólisis del agua de mar», dijo Pralay Gayen, investigador asociado postdoctoral en el grupo de Ramani y también un primer autor conjunto de este estudio.
Estas aplicaciones podrían ser útiles en el ámbito de la defensa, creando oxígeno a demanda en submarinos, por ejemplo. También podría proporcionar oxígeno a medida que exploramos entornos inexplorados más cercanos a casa, en las profundidades del mar.
