Paliwo z dwutlenku węgla, czyli klucz do kolonizacji Marsa
Nowe badania prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej (UBC) pokazują obiecującą metodę przekształcania dwutlenku węgla (CO2) w paliwa za pomocą generatorów termoelektrycznych zasilanych niewielkimi różnicami temperatur. To przełomowe odkrycie może zmienić nie tylko podejście do odnawialnych źródeł energii na Ziemi, ale także przyszłość ludzkości na Marsie, gdzie dwutlenku węgla nie brakuje, a ekstremalne różnice temperatur doskonale nadają się do zasilania tej technologii. W procesie kluczową rolę odgrywają bowiem generatory termoelektryczne (TEG), które działają poprzez wykorzystanie różnic temperatur do produkcji energii elektrycznej.
Czytaj też: Życie na Marsie! Naukowcy dostrzegli coś pod powierzchnią Czerwonej Planety
Kiedy TEG są umieszczone między dwoma powierzchniami o różnych temperaturach, generują niewielki, ale stabilny prąd elektryczny. W eksperymentach przeprowadzonych przez naukowców, standardowe ustawienie laboratoryjne polegało na podłączeniu TEG do gorącej płyty i kąpieli lodowej. To stworzyło różnicę temperatur wynoszącą 40°C, co było wystarczające do zasilenia elektrolizera przekształcającego dwutlenek węgla w tlenek węgla (CO), co stanowi pierwszy krok w produkcji paliwa.
W ogólnym rozrachunku technologia ta ma potencjał do redukcji emisji CO2 na Ziemi, o ile zostanie zintegrowana np. z instalacjami geotermalnymi. W tym ujęciu różnica temperatur między rurami geotermalnymi pod ziemią a chłodniejszą powierzchnią mogłaby dostarczyć wystarczającej energii do podobnego procesu konwersji. Jest to o tyle ważne, że przekształcanie dwutlenku węgla w paliwo wpisuje się w aktualne cele w zakresie redukcji dwutlenku węgla w atmosferze. Zwłaszcza że w ramach tego procesu nie tylko walczymy z wyemitowanymi emisjami, ale też przeciwdziałamy generowaniu kolejnych, a to poprzez produkcję zrównoważonych paliw i chemikaliów, które są neutralne dla środowiska.
Czytaj też: Chińczycy mają urządzenie, które dostarczy energii nawet na Marsie. Starczy na bardzo długo
Wracając z kolei do samego Marsa, ta planeta oferuje unikalne warunki, w których tego typu zastosowanie technologii termoelektrycznej może być nieocenione. Atmosfera Marsa składa się bowiem głównie z dwutlenku węgla, a temperatury powierzchni wahają się od około 20 °C do -153 °C, co generuje tym samym duże i przede wszystkim naturalne gradienty temperatur. Jako że baza na Marsie będzie potrzebowała kontrolowanych, ciepłych środowisk mieszkalnych, TEG zainstalowane na zewnętrznych ścianach biodomów mogłyby wykorzystywać różnice temperatur między wnętrzem a mroźnym otoczeniem zewnętrznym do generowania energii. Ta z kolei byłaby następnie używana do procesu konwersji dwutlenku węgla, produkując tym samym niezbędne materiały i paliwa węglowe dla marsjańskiej kolonii. Ten system mógłby tym samym rozwiązać dwa z największych wyzwań Marsa – produkcję energii i zaopatrzenie w materiały.
Czytaj też: Dziwne zielone plamy na Marsie. Naukowcy z NASA stanęli przed nie lada zagadką
Odkrycia zespołu naukowców stanowią fundament do testowania tych generatorów termoelektrycznych poza warunkami laboratoryjnymi. Celem specjalistów jest teraz weryfikacja kombinacji TEG i elektrolizera w rzeczywistych instalacjach geotermalnych na Ziemi w celu dostosowania systemu do szerszych zastosowań. Jeśli te testy zakończą się sukcesem, potwierdzą praktyczność wdrażania TEG na większą skalę i to zarówno do konwersji dwutlenku węgla w miejskich środowiskach, jak i przyszłych kolonii pozaziemskich.