长期的空间任务将需要一些方法来生产燃料,如氢气。光电化学电池(PECs)太阳可以用来产生氢气,但空间中重力的降低对这种化学提出了独特的挑战。
加州理工学院的Hans-Joachim Lewerenz领导的一个国际研究小组研究了其中一个低重力问题,并展示了纳米结构催化剂表面如何解决这个问题。
该组的PEC由一种光吸收半导体P型磷化镓制成的电极组成,电极上涂有一层铑催化剂。当暴露在光下时,电极减少酸性水溶液中的氢阳离子,产生氢气。
为了模拟空间的微重力条件,研究人员将该装置弹射到120米高的空气中,并将其放置在德国的一座特殊塔中。在测试过程中,氢气泡聚集在电极平面上,阻碍了有效的气体生产。
为了使气泡与电极分离,研究人员希望减少气泡与催化剂表面之间的接触面积,因此他们将铑层形成微小的峰孔。当研究小组在水滴塔上测试这些纹理光电电极时,他们发现电池的效率相当于正常重力下的平面电极。
康奈尔大学(Cornell University)Mason A. Peck是美国国家航空航天局的航天工程师(NASA)前首席技术专家。但最终,他指出,这样一个系统的实用性将取决于它将太阳能转化为储存化学能的效率。理想的设备也会产生氧气。研究小组致力于开发氢和氧相结合的细胞。

