L’un des nombreux paramètres à prendre en compte dans le cadre de la colonisation spatiale est la production d’oxygène pour l’équipage. L’installation d’un biotope végétal est généralement l’idée retenue pour produire naturellement de l’oxygène. Toutefois, les scientifiques cherchent d’autres moyens pour remplacer ou compléter la serre végétale. Récemment, des ingénieurs et chimistes du Caltech ont mis au point une technologie permettant d’extraire de l’oxygène à partir du dioxyde de carbone. Un dispositif qui pourrait également servir à réduire le taux de CO2 atmosphérique terrestre.
Les chercheurs du Caltech ont développé un nouvel appareil qui pourrait un jour être la clé d’une solution viable. Ils ont mis au point une méthode d’extraction de l’oxygène du dioxyde de carbone inspirée par les comètes, et pensent qu’il pourrait être utilisé pour de futures missions interplanétaires ainsi que comme moyen de réduire les gaz à effet de serre dans notre atmosphère.
Les détails de la technologie ont été publiés dans la revue Nature Communications. Les réactions chimiques nécessitent de l’énergie, généralement sous forme de chaleur. L’énergie cinétique peut également être utilisée pour déclencher une réaction chimique. Les chercheurs savent que les molécules d’eau libérées par les comètes peuvent être accélérées par le vent solaire et qu’elles libèrent de l’oxygène lorsqu’elles sont rejetées à la surface de la comète.
Une technologie produisant de l’oxygène à partir de CO2 et d’or
Étant donné que les comètes peuvent également émettre du dioxyde de carbone, l’équipe était curieuse de voir si le même processus se produisait également pour le CO2. Ils ont mis en place une expérience dans laquelle ils ont accéléré les molécules de dioxyde de carbone et les ont fait entrer en collision avec une surface en or. L’or étant un élément inerte, les chercheurs étaient certains que tout oxygène formé proviendrait de la réaction chimique.
« À l’époque, nous pensions qu’il serait impossible de combiner les deux atomes d’oxygène d’une molécule de CO2, car le CO2 est une molécule linéaire, et il faudrait courber la molécule pour que cela fonctionne » explique Konstantinos P. Giapis, auteur de l’étude.
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Cependant, la technologie a correctement fonctionné et les chercheurs ont trouvé un nouveau moyen de générer de l’oxygène, ce qui sera vital pour les futurs voyages à long terme dans des endroits comme Mars.
L’appareil fonctionne comme un mini accélérateur de particules. La molécule de dioxyde de carbone est ionisée, un électron lui étant enlevé. La molécule, qui est maintenant chargée électriquement, peut être accélérée à l’aide d’un champ électrique, et une collision brise la molécule en libérant de l’oxygène.
Néanmoins, le dispositif ne présente actuellement pas un rendement suffisamment efficace pour être viable. Pour 100 molécules de dioxyde de carbone accélérées, le réacteur ne produit qu’une ou deux molécules d’oxygène. Un long travail attend encore les scientifiques pour optimiser leur appareil, mais il s’agit déjà ici d’une véritable prouesse technologique.
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