Salmoura pode gerar oxigênio em Marte e hidrogênio na Terra

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/12/2020

O laboratório é bem bagunçado, mas o eletrolisador funcionou nas condições da Terra e de Marte.
[Imagem: Pralay Gayen et al. - 10.1073/pnas.2008613117]

Para respirar e queimar

Um novo sistema de eletrólise que dispensa a tradicional água pura exigida pelos aparelhos tradicionais pode mudar o jogo quando se trata de explorar Marte, além de fornecer combustível limpo aqui na Terra.

Quando se trata de água em Marte, há notícias boas e notícias não tão boas: O planeta vermelho é muito frio, de forma que água que não está congelada certamente estaria cheia de sal, o que reduz sua temperatura de congelamento.

Não se pode beber água salgada - ou salmoura -, e o método tradicional de usar eletricidade (eletrólise) para quebrá-la em oxigênio (para respirar) e hidrogênio (como combustível) requer a remoção prévia do sal, algo que complica muito qualquer empreendimento espacial.

Agora, Pralay Gayen e seus colegas da Universidade de Washington em St. Louis, nos EUA, desenvolveram um sistema de eletrólise que permite extrair oxigênio e hidrogênio diretamente da salmoura, simplificando todo o processo de eletrólise.

E equipe não apenas validou seu sistema de eletrólise de salmoura sob condições terrestres típicas; o sistema foi testado em uma atmosfera marciana simulada a -36 ºC, uma temperatura que não é muito difícil de ser encontrada próximo ao equador de Marte.

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

Eletrolisador de salmoura

O robô Perseverança (Perseverance) da NASA está a caminho de Marte levando instrumentos para fazer eletrólise de alta temperatura. No entanto, o MOXIE (Experimento de Utilização de Recursos In-Situ de Oxigênio de Marte) produzirá apenas oxigênio, e a partir do dióxido de carbono no ar.

O novo sistema pode produzir 25 vezes mais oxigênio do que o MOXIE usando a mesma quantidade de energia - o MOXIE consome 300 watts, contra apenas 12 watts do protótipo, considerando a mesma quantidade produzida de oxigênio.

E o novo aparelho também produz hidrogênio, que poderia ser usado como combustível para a viagem de volta de astronautas.

Esquema do eletrolisador, que usa um anodo de Pb₂Ru₂O₇.
[Imagem: Pralay Gayen et al. - 10.1073/pnas.2008613117]

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

Eletrólise da água do mar

Normalmente os eletrolisadores de água usam água desionizada altamente purificada, o que aumenta o custo do sistema.

Um sistema que pode funcionar com água salgada pode diminuir significativamente o custo dos eletrolisadores de água em todos os lugares - até mesmo aqui na Terra.

"Tendo demonstrado esses eletrolisadores sob condições marcianas exigentes, pretendemos também implantá-los em condições muito mais amenas na Terra para utilizar alimentação de água salobra ou salgada para produzir hidrogênio e oxigênio, por exemplo, por eletrólise da água do mar," anunciou Gayen.

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