Cuando se trata de agua y Marte, hay buenas noticias y no tan buenas noticias. La buena noticia:¡hay agua en Marte! ¿Las noticias no tan buenas?

Hay agua en Marte.

El Planeta Rojo es muy frío; el agua que no está congelada está casi con certeza llena de sal del suelo marciano, que baja su temperatura de congelación.

No puedes beber agua salada y el método habitual que utiliza electricidad (electrólisis) para descomponerlo en oxígeno (para respirar) e hidrógeno (como combustible) requiere eliminar la sal; un engorroso, esfuerzo costoso en un duro, Entorno peligroso.

Si el oxígeno y el hidrógeno pudieran extraerse directamente del agua salada, sin embargo, ese proceso de electrólisis de salmuera sería mucho menos complicado y menos costoso.

Los ingenieros de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis han desarrollado un sistema que hace precisamente eso. Su investigación fue publicada hoy en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).

El equipo de investigación dirigido por Vijay Ramani, el Profesor Universitario Distinguido Roma B. y Raymond H. Wittcoff en el Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química, no se limitó a validar su sistema de electrólisis de salmuera en condiciones terrestres típicas; el sistema se examinó en una atmósfera marciana simulada a -33 F (-36 C).

"Nuestro electrolizador de salmuera marciana cambia radicalmente el cálculo logístico de las misiones a Marte y más allá", dijo Ramani. "Esta tecnología es igualmente útil en la Tierra, donde abre los océanos como una fuente viable de oxígeno y combustible".

En el verano de 2008, El Phoenix Mars Lander de la NASA "tocó y saboreó" el agua marciana, vapores del hielo derretido desenterrados por el módulo de aterrizaje. Desde entonces, El Mars Express de la Agencia Espacial Europea ha descubierto varios estanques subterráneos de agua que permanecen en estado líquido gracias a la presencia de perclorato de magnesio (sal).

Para vivir, aunque sea temporalmente, en Marte, por no hablar de volver a la Tierra, los astronautas necesitarán fabricar algunas de las necesidades, incluyendo agua y combustible, en el Planeta Rojo. El rover Perseverance de la NASA está en ruta a Marte ahora, llevar instrumentos que utilizarán electrólisis de alta temperatura. Sin embargo, el Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno de Marte (MOXIE) producirá solo oxígeno, 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 utilizarse para impulsar el viaje de regreso de los astronautas a casa.

"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 de la ingeniería electroquímica tradicional, 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, realmente ayudar en un entorno 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, " él dijo, "y también mejorar el rendimiento del sistema electrolizador al reducir la resistencia eléctrica".

Típicamente, Los electrolizadores de agua utilizan agua altamente purificada, agua desionizada, lo que se suma al 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, también tenemos la intención de implementarlos en condiciones mucho más suaves en la Tierra para utilizar alimentos de agua salobre o salada para producir hidrógeno y oxígeno, por ejemplo a través de la electrólisis del agua de mar, "dijo Pralay Gayen, un 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, crear oxígeno bajo demanda en submarinos, por ejemplo. También podría proporcionar oxígeno a medida que exploramos entornos inexplorados más cercanos a casa, en las profundidades del mar.

Las tecnologías subyacentes que habilitan el sistema de electrolizador de salmuera son objeto de la solicitud de patente a través de la Oficina de Gestión de Tecnología y están disponibles para su licencia en la universidad.