Китайские учёные разработали способ превращать атмосферу Марса в жидкое топливо
Китайские исследователи предложили технологию получения метанола из углекислого газа, составляющего около 95% атмосферы Марса. В лабораторных испытаниях специальный катализатор позволил производить до 245 граммов метанола на каждый килограмм катализатора в час. Это примерно в 11 раз больше, чем при использовании аналогичного материала без добавления натрия. Разработка может стать основой для производства топлива непосредственно на Красной планете.
Исследование провели специалисты Лаборатории исследования дальнего космоса в китайском городе Хэфэй. Учёные изучили катализатор MOF-808-NaCu, в котором медь и натрий размещены на пористой металлоорганической основе. Такая структура создаёт соседние активные участки, совместно участвующие в химическом превращении углекислого газа в метанол.
Процесс основан на реакции углекислого газа с водородом. Натрий способствует захвату и активации молекул CO₂, а расположенные рядом атомы меди обеспечивают их дальнейшее превращение в метанол. Одновременно уменьшается образование нежелательного побочного продукта — угарного газа. При испытаниях производительность катализатора достигла 245 граммов метанола на килограмм материала в час, тогда как образец без натрия обеспечивал только 22 грамма.
Интерес к подобной технологии связан с необходимостью обеспечивать будущие марсианские экспедиции собственными ресурсами. Доставка больших запасов топлива с Земли чрезвычайно дорога, поэтому инженеры рассматривают возможность использовать местное сырьё. Углекислый газ можно получать из атмосферы Марса, а водород теоретически — из воды, добываемой из местных залежей льда. Однако получение водорода потребует дополнительного оборудования и значительных затрат энергии.
Метанол рассматривается как потенциально удобный продукт для будущих марсианских баз. В отличие от метана, требующего сильного охлаждения для хранения в жидком состоянии, метанол остаётся жидким при обычной комнатной температуре. Его можно использовать как топливо, химическое сырьё и промежуточный продукт для производства других веществ. При этом условия хранения на Марсе всё равно потребуют специальных технических решений из-за низких температур окружающей среды.
Сама идея катализатора MOF-808-NaCu не является совершенно новой: материал с аналогичным составом уже исследовали в 2024 году для получения метанола из углекислого газа. Новая работа рассматривает эту технологию применительно к использованию марсианских ресурсов и сравнивает различные варианты катализаторов. Исследователи показали, что соседство атомов щелочного металла и меди повышает эффективность реакции.
Результаты размещены в предварительной онлайн-версии научного журнала Journal of Deep Space Exploration.