천체 물리학자들은 별이 형성되기 위해서는 연료가 필요하다는 것을 알고 있습니다. 현대 이론"차가운 흐름"으로 알려진 수소 강은 은하계 공간을 통과하는 일종의 수소 페리일 수 있으며 따라서 별 형성 과정에 연료를 공급할 수 있다고 말합니다.

우리와 같은 나선은하 은하수, 일반적으로 상당히 조용하지만 꾸준한 별 형성 속도를 갖습니다. 지구에서 약 2,200만 광년 떨어진 세페우스자리와 백조자리 경계에 위치한 NGC 6946과 같은 다른 은하들은 이와 관련하여 훨씬 더 활동적입니다. 이는 이 은하와 유사한 나선 은하에서 지속적인 별 형성을 위한 온상을 제공하는 것이 무엇인지에 대한 의문을 제기합니다.

네덜란드의 WSRT 망원경을 통해 NGC 6946 주변 은하 공간에 대한 이전 연구에서 확장된 수소 헤일로가 밝혀졌습니다. 그러나 차가운 흐름은 완전히 다른 소스, 즉 결코 가열되지 않은 은하간 공간의 가스로부터 나온 수소에 의해 형성되었을 수 있습니다. 고온별 탄생 과정.

그린 뱅크 망원경(GBT)을 사용하여 Pisano는 NGC 6946을 이웃 우주와 연결하는 중성 수소에서 방출되는 빛을 감지할 수 있었습니다. 이 신호는 단순히 다른 망원경의 감지 임계값보다 낮았지만 GBT의 고유한 기능을 통해 과학자는 이 희미한 방사선을 감지할 수 있었습니다.

천문학자들은 큰 은하가 다른 덜 질량이 큰 동반성으로부터 차가운 수소를 펌핑하여 지속적으로 공급받을 수 있다는 가설을 오랫동안 가정해 왔습니다.

추가 연구는 이 관측의 본질을 확인하는 데 도움이 될 것이며 은하의 진화에서 차가운 흐름이 수행할 수 있는 역할을 밝히는 데 도움이 될 것입니다.

일반화 계획 "수소"

a) PSHE에서의 위치

• 일련번호 1번
• 기간 1
• 그룹 I (주 하위 그룹 "A")
• 상대 질량 Ar(H)=1
• 라틴어 이름 Hydrogenium(물을 낳다)

b) 자연계의 수소 보급

c) 화합물의 수소 원자가

II. 수소는 단순한 물질(H 2)입니다.

영수증

자연에서 수소를 찾아보세요.

수소는 자연계에 널리 퍼져 있으며 지각(암석권 및 수권)의 함량은 질량 기준으로 1%, 원자 수 기준으로 16%입니다. 수소는 지구상에서 가장 흔한 물질인 물(질량 기준으로 수소의 11.19%)의 일부이며, 석탄, 석유, 천연 가스, 점토, 동물 및 식물 유기체를 구성하는 화합물로 구성되어 있습니다(즉, 단백질, 핵산, 지방, 탄수화물 등의 구성). 수소는 자유 상태에서는 극히 드물며 화산 가스와 기타 천연 가스에서 소량으로 발견됩니다. 대기에는 소량의 유리 수소(원자 수 기준 0.0001%)가 존재합니다. 지구 근처 공간에서 양성자 흐름 형태의 수소는 지구의 내부(“양성자”) 복사대를 형성합니다. 우주에서는 수소가 가장 풍부한 원소입니다. 플라즈마 형태로 태양과 대부분의 별 질량의 약 절반, 성간 매체와 가스 성운의 가스 대부분을 구성합니다. 수소는 여러 행성의 대기와 혜성에 유리 H 2, 메탄 CH 4, 암모니아 NH 3, 물 H 2 O 및 라디칼의 형태로 존재합니다. 양성자 흐름의 형태로 수소는 태양과 우주 광선의 미립자 방사선의 일부입니다.

수소에는 세 가지 동위원소가 있습니다.
a) 경수소 - 프로튬,
b) 중수소 - 중수소(D),
c) 초중수소 – 삼중수소(T).

삼중수소는 불안정한(방사성) 동위원소이므로 자연에서는 거의 발견되지 않습니다. 중수소는 안정적이지만 매우 작습니다(모든 지상 수소 질량의 0.015%).

화합물의 수소 원자가

화합물에서 수소는 원자가를 나타냅니다.나.

수소의 물리적 성질

단순 물질인 수소(H 2)는 공기보다 가볍고 무색, 무취, 맛이 없는 가스이며 끓는점 = – 253 0 C, 수소는 물에 불용성이며 가연성입니다. 시험관이나 물에서 공기를 치환하여 수소를 수집할 수 있습니다. 이 경우 시험관을 거꾸로 뒤집어야 합니다.

수소생산

실험실에서는 반응의 결과로 수소가 생성됩니다.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2.

아연 대신 철, 알루미늄 및 기타 금속을 사용할 수 있으며 황산 대신 다른 묽은 산을 사용할 수 있습니다. 생성된 수소는 물을 대체하여 시험관에 수집되거나(그림 10.2b 참조) 간단히 거꾸로 된 플라스크에 수집됩니다(그림 10.2a).

산업계에서는 니켈 촉매가 있는 상태에서 800°C에서 수증기와 반응하여 천연가스(주로 메탄)로부터 수소를 대량으로 생산합니다.

CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 +CO 2 (t, Ni)

또는 수증기로 석탄을 고온에서 처리합니다.

2H 2 O + C = 2H 2 + CO 2. (티)

순수한 수소는 물을 전류로 분해하여 얻습니다(전기분해).

2H 2 O = 2H 2 + O 2 (전기분해).

수소(H)는 매우 가벼운 화학 원소입니다. 지각중량 기준으로 0.9%, 수중에서는 11.19%입니다.

수소의 특성

가벼움은 가스 중 첫 번째입니다. ~에 정상적인 조건무미, 무색, 완전 무취. 열권에 들어가면 무게가 가볍기 때문에 우주로 날아갑니다.

전체 우주에서 가장 많은 화학 원소입니다(전체 물질 질량의 75%). 너무 많아서 우주 공간의 많은 별들이 전부 그것으로 만들어졌습니다. 예를 들어, 태양. 그 주성분은 수소이다. 그리고 열과 빛은 물질의 핵이 합쳐질 때 에너지 방출의 결과입니다. 또한 우주에는 다양한 크기, 밀도 및 온도의 분자로 구성된 전체 구름이 있습니다.

물리적 특성

높은 온도와 압력은 품질을 크게 변화시키지만 정상적인 조건에서는 다음과 같습니다.

다른 가스에 비해 열전도율이 높고,

독성이 없으며 물에 잘 녹지 않으며,

0°C 및 1 atm.에서 0.0899 g/l의 밀도로,

-252.8°C에서 액체로 변합니다.

-259.1°C에서 단단해지며,

연소 비열 120.9.106 J/kg.

액체 또는 고체 상태로 변환하는 데 필요 고혈압그리고 온도가 매우 낮습니다. 액화된 상태에서는 유동적이고 가볍습니다.

화학적 성질

압력 하에서 냉각(-252.87°C) 시 수소는 액체 상태, 어떤 아날로그보다 무게가 가볍습니다. 기체 형태보다 공간을 덜 차지합니다.

전형적인 비금속입니다. 실험실에서는 금속(아연이나 철 등)을 묽은 산과 반응시켜 생성됩니다. 정상적인 조건에서는 비활성이며 활성 비금속에만 반응합니다. 수소는 산화물에서 산소를 분리하고, 화합물에서 금속을 환원할 수 있습니다. 그것과 그 혼합물이 형성됩니다. 수소결합몇 가지 요소가 있습니다.

이 가스는 에탄올과 많은 금속, 특히 팔라듐에 잘 녹습니다. 은은 그것을 녹이지 않습니다. 수소는 산소나 공기 중에서 연소하는 동안, 그리고 할로겐과 상호작용할 때 산화될 수 있습니다.

산소와 결합하면 물이 생성됩니다. 온도가 정상이면 반응이 천천히 진행되고, 550°C 이상이면 폭발합니다(폭발성 가스로 변합니다).

자연에서 수소 찾기

지구에는 수소가 많지만 순수한 형태의 수소를 찾는 것은 쉽지 않습니다. 화산 폭발, 석유 생산 중, 유기물이 분해되는 곳에서 소량이 발견될 수 있습니다.

전체량의 절반 이상이 물과 함께 구성되어 있습니다. 또한 석유, 다양한 점토, 가연성 가스, 동물 및 식물의 구조에도 포함되어 있습니다(모든 살아있는 세포의 존재는 원자 수의 50%입니다).

자연의 수소 순환

매년 엄청난 양(수십억 톤)의 식물 잔재물이 수역과 토양에서 분해되고, 이 분해로 인해 엄청난 양의 수소가 대기 중으로 방출됩니다. 또한 박테리아, 연소로 인한 발효 중에 방출되며 산소와 함께 물 순환에 참여합니다.

수소 응용

이 요소는 인류의 활동에 적극적으로 사용되므로 다음과 같은 목적으로 산업적 규모로 요소를 얻는 방법을 배웠습니다.

기상학, 화학 생산;

마가린 생산;

로켓 연료(액체 수소)로서;

발전기 냉각을 위한 전력 산업;

금속 용접 및 절단.

합성 휘발유(저품질 연료의 품질 향상을 위해), 암모니아, 염화수소, 알코올 및 기타 물질의 생산에 많은 수소가 사용됩니다. 원자력동위원소를 적극적으로 사용합니다.

"과산화수소"라는 약물은 야금, 전자 산업, 펄프 및 종이 생산, 린넨 및 면직물의 표백, 모발 염색제 및 화장품 생산, 폴리머 생산 및 상처 치료용 의약품에 널리 사용됩니다.

이 가스의 "폭발성" 특성은 치명적인 무기인 수소폭탄이 될 수 있습니다. 폭발은 엄청난 양의 방사성 물질의 방출을 동반하며 모든 생명체에게 파괴적입니다.

액체수소와 접촉 피부심각하고 고통스러운 동상을 위협합니다.

무색, 무취의 가연성 가스입니다. 정상적인 조건에서 수소의 밀도는 0.09kg/m3입니다. 공기 밀도 - 0.07kg/m3; 발열량 - 28670kcal/kg; 최소 점화 에너지 - 0.017 mJ. 공기와 산소와 폭발성 혼합물을 형성합니다. 염소(1:1)와의 혼합물은 빛을 받으면 폭발합니다. 불소와 함께 수소어둠 속에서의 폭발과 연결됩니다. (2:1)과의 혼합물 - 폭발성 가스. 폭발 한계: 4 - 75 vol. %, 산소 포함 4.1 - 96 vol. %.

보유량이 고갈되는 날, 우주의 생명은 중단될 것입니다. 생명이 없이는 불가능한 물질은 우리 행성의 중심, 즉 핵 안팎에 "앉아"있고 거기에서 바깥쪽으로 "이동"합니다. 이 가스는 모든 시작의 시작입니다. 그 이름은 " 수소».
수소코어 안팎에서 발견됩니다. 다음은 촘촘한 맨틀입니다. 그러나 이 가스는 암석 덩어리를 통해 조용히 이동합니다. 지구가 어렸을 때는 깊은 곳에 수소가 훨씬 더 많았고, 깊은 곳에서 지구 전체로 나갔습니다. 그 양이 적어지면 공정이 비교적 안정되고, 수소해양 능선의 단층을 따라 특수 구역으로 "나가기"시작했습니다.
틀림없이, 현대 생활지구상에서는 특정 산소 전위에서 발생했습니다. 그러나 객관적으로 말하자면, 우리는 지구상의 모든 시작의 시작을 다음과 같이 빚지고 있습니다. 수소. 지구상 생명의 기원이 된 것은 이전에 믿었던 것처럼 탄소가 아니라 지구의 장에서 들어가는 과정인 수소의 역동적인 순환이었습니다.

수소와 우주

일반적으로 특정 요소의 중요성을 강조하기 위해 그들은 그것이 없었다면 그런 일이 일어났을 것이라고 말합니다. 그러나 원칙적으로 이것은 수사적 장치에 지나지 않습니다. 하지만 수소언젠가는 별의 창자에서 계속 타서 불활성으로 변하기 때문에 실제로는 그렇지 않을 수도 있습니다.
수소는 우주에서 가장 풍부한 원소이다. 그것은 태양과 대부분의 다른 별 질량의 약 절반을 차지합니다. 가스 성운, 성간 가스에서 발견되며 별의 일부입니다. 별의 깊은 곳에서는 원자핵의 변형이 일어납니다. 수소헬륨 원자의 핵 속으로. 이 과정은 에너지 방출과 함께 발생합니다. 태양을 포함한 많은 별들에게 그것은 주요 에너지원 역할을 합니다.
매초마다 태양이 방출합니다 대기권 밖 400만 톤의 질량에 해당하는 에너지. 이 에너지는 네 개의 핵이 융합되는 동안 생성됩니다 수소, 양성자를 핵으로. 1g의 양성자가 "연소"되면 석탄 1g이 연소되는 것보다 2천만 배 더 많은 에너지가 방출됩니다. 누구도 지구상에서 그러한 반응을 관찰한 적이 없습니다. 그것은 별의 깊이에만 존재하고 아직 인간이 통제하지 못한 온도와 압력에서 발생합니다.
매초 400만 톤의 질량 손실에 해당하는 전력은 상상하기 불가능합니다. 가장 강력한 열핵 폭발이 발생하더라도 약 1kg의 물질만이 에너지로 변환됩니다. 그러나 프로세스 속도, 즉 코어 수 수소, 하나로 헬륨 핵으로 변하는 것 입방미터 1초 안에, 아주 작게. 따라서 단위 부피당 단위 시간당 방출되는 에너지의 양은 작습니다. 따라서 태양의 특정 전력은 무시할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 사람 자신과 같은 "열 발생 장치"의 전력보다 훨씬 적습니다! 그리고 계산에 따르면 태양은 적어도 앞으로 300억 년 동안 계속해서 빛을 발할 것입니다. 우리 평생 동안 충분합니다.

물을 낳다

수소가 발견되었습니다 16세기 전반 독일의 의사이자 박물학자인 파라켈수스(Paracelsus)에 의해 발견되었습니다. 16~18세기 화학자들의 작품에서. "인화성 가스" 또는 "인화성 공기"가 언급되었는데, 이는 일반 가스와 결합하면 폭발성 혼합물을 생성합니다. 이는 황산 및 염산과 같은 묽은 산 용액을 사용하여 특정 금속(철, 아연, 주석)에 작용하여 얻어졌습니다.
이 가스의 특성을 설명한 최초의 과학자는 영국 과학자 Henry Cavendish였습니다. 그는 밀도를 결정하고 공기 중 연소를 연구했지만 플로지스톤 이론*을 고수하여 연구원은 일어나는 과정의 본질을 이해하지 못했습니다.
1779년 앙투안 라부아지에는 수소물을 분해할 때 증기를 뜨겁게 달궈진 철관을 통해 통과시킵니다. 라부아지에는 또한 "가연성 공기"가 산소와 상호 작용할 때 물이 형성되고 가스가 2:1의 부피 비율로 반응한다는 것을 증명했습니다. 이를 통해 과학자는 물(H2O)의 구성을 결정할 수 있었습니다. 원소의 이름 - 수소 - 라부아지에와 그의 동료들은 다음에서 유래했습니다. 그리스어 단어"Ghidor"- 물과 "Gennao"- 출산. 러시아 이름 "수소" 1824년 화학자 M.F. Soloviev가 Lomonosov의 "산소"와 유사하게 제안했습니다.
수소- 무색, 무미, 무취의 가스로 물에 약간 용해됩니다. 공기보다 14.5배 가볍습니다. 즉, 가스 중 가장 가볍습니다. 그렇기 때문에 수소그들은 풍선과 비행선을 채우는 데 사용되었습니다. -253°C의 온도에서 수소는 액화됩니다. 이 무색 액체는 알려진 것 중 가장 가볍습니다. 1ml의 무게는 10분의 1그램 미만입니다. -259°C에서 액체수소는 동결되어 무색 결정으로 변합니다.
분자 H2너무 작아서 작은 구멍뿐만 아니라 금속도 쉽게 통과할 수 있습니다. 니켈과 같은 일부 물질은 많은 양을 흡수할 수 있습니다. 수소공극에 원자 형태로 유지됩니다. 결정 격자. 250°C로 가열된 팔라듐 포일은 자유롭게 통과합니다. 수소; 이는 다른 가스로부터 철저히 청소하는 데 사용됩니다.
용해도 있음 수소금속에서의 확산은 금속을 통해 확산되는 능력과 관련이 있습니다. 게다가 가장 가벼운 기체이기 때문에 수소확산 속도가 가장 높습니다. 분자는 다른 물질 환경에서 다른 모든 가스의 분자보다 빠르게 확산되고 다양한 종류의 칸막이를 통과합니다.
수소- 쉽게 들어가는 활성 물질 화학 반응. 연소되면 많은 열이 방출되고 유일한 반응 생성물은 물입니다: 2H2 + O2 = 2H2O. 이런 친환경 연료는 꿈꿀 수 밖에 없습니다!
오늘날(현재는 수량 제한이 있지만) 자동차에는 수소엔진. 액체연료를 연료로 사용하는 BMW 수소7 입니다. 수소; Mercedes Citaro 버스와 Mazda RX-8 수소 승용차가 휘발유와 동시에 운행됩니다. 수소. 그리고 보잉 사는 고고도 및 비행 시간을 갖춘 무인 항공기 (HALE)를 개발하고 있습니다. 항공기에는 다음이 장착되어 있습니다. 수소포드 자동차 회사에서 제조한 엔진. 그러나 개발 수소에너지 산업이 발목을 잡고 있다 높은 수준이 가스를 사용할 때의 위험과 보관의 어려움이 있습니다.

거의 목숨을 잃을 뻔한 경험

공기 산소로 수소폭발성 혼합물(폭발성 가스)을 형성합니다. 그러므로 함께 일할 때 수소특별한 주의를 기울여야 합니다. 깨끗한 수소거의 조용히 타며, 공기와 섞이면 특유의 큰 소리를 냅니다. 시험관 내에서 폭발가스의 폭발은 실험자에게 위험을 초래하지 않지만, 바닥이 평평한 플라스크나 두꺼운 유리 용기를 사용할 경우 심각한 부상을 입을 수 있습니다.
수소이중성을 가지고 있다 화학적 성질, 산화 및 환원 능력을 모두 나타냅니다. 대부분의 반응에서 환원제로 작용하여 산화 상태가 +1인 화합물을 형성합니다. 하지만 다음과 같은 반응으로 활성 금속산화제로 작용합니다. 금속과의 화합물의 산화 상태는 -1입니다.
따라서 전자 하나를 포기함으로써 수소주기율표 제1족의 금속과 유사성을 보이고, 전자를 첨가함으로써 제7족의 비금속과 유사성을 보인다. 그렇기 때문에 수소다섯 주기율표일반적으로 첫 번째 그룹과 동시에 일곱 번째 그룹에 배치되거나 일곱 번째 그룹과 첫 번째 그룹에 배치됩니다.

수소의 이용과 생산

사용된 수소메탄올, 염화수소 생산, 식물성 지방의 수소화(마가린 생산), 산화물로부터 금속(몰리브덴, 텅스텐, 인듐) 회수에도 사용됩니다. 내화성 금속 및 합금은 수소-산소 화염(3000°C)을 사용하여 용접 및 절단됩니다. 액체 수소로켓 연료로 사용됩니다.
석탄과 석유의 수소화 과정에서 열악한 수소저등급 연료가 고품질 연료로 전환됩니다.
수소강력한 발전기를 냉각하는 데 사용됩니다. 전류, 그리고 그 동위원소는 원자력 에너지에 사용됩니다.
산업계에서는 전기분해를 통해 수소를 생산합니다. 수용액염(예: NaCl, Na2CO4)뿐만 아니라 고체 및 기체 연료(석탄 및 천연 가스)의 변환 과정에서도 발생합니다. 전환 공정은 촉매 존재 하에 약 1000°C의 온도에서 발생합니다. 생성된 가스 혼합물을 합성 가스라고 합니다.

거의 모든 가정약 캐비닛에는 3% 과산화물 용액 한 병이 들어 있습니다. 수소 H2O2. 상처를 소독하고 출혈을 멈추는 데 사용됩니다.

목적에 따라 기술적 수소두 가지 브랜드에서 압축 및 비압축 형태로 제공됩니다.

수소가스 등급 “A”- 전자, 제약, 화학 산업, 분말 야금 분야: 금속 산화물로부터 내화성 화합물을 증착하는 데 사용됩니다. 크롬, 스테인리스강을 함유한 분말재료로 만든 제품을 소결할 때.
- 에너지, 전자, 화학, 비철 야금, 제약 산업에 사용됩니다.

우주 기관과 민간 기업은 이미 향후 몇 년 안에 인간을 화성에 보내 식민지화를 이루려는 계획을 개발하고 있습니다. 그리고 근처 별 주위에서 발견된 지구와 유사한 행성의 수가 증가함에 따라 장거리 우주 여행의 중요성이 점점 더 커지고 있습니다.

하지만 인간이 우주에서 장기간 생존하는 것은 쉽지 않습니다. 장거리 우주 비행의 주요 과제 중 하나는 우주비행사가 숨을 쉴 수 있을 만큼 충분한 산소와 복잡한 전자 장치를 작동하기에 충분한 연료를 운반하는 것입니다. 안타깝게도 우주에는 산소가 거의 없기 때문에 지구에 저장해야 합니다.

그러나 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 발표된 새로운 연구에 따르면 반도체 물질, 햇빛(또는 별빛) 및 무중력만을 사용하여 물에서 수소(연료)와 산소(호흡용)를 생산할 수 있어 장거리 여행이 더 가능해졌습니다.

태양의 무한한 자원을 사용하여 우리에게 전력을 공급합니다. 일상 생활- 지구상에서 가장 세계적인 도전 과제 중 하나입니다. 우리가 점차 석유에서 재생 에너지원으로 전환함에 따라, 연구자들은 수소를 연료로 사용할 가능성에 관심을 갖고 있습니다. 가장 좋은 방법이렇게 하려면 물(H2O)을 수소와 산소라는 구성 요소로 분리해야 합니다. 이는 일부 수용성 전해질(예: 염분 - 대략. 번역). 결과적으로 물은 산소와 수소 원자로 분해되어 각각 자체 전극에서 방출됩니다.

물의 전기 분해.

이 방법은 기술적으로 가능하고 수세기 동안 알려져 왔지만, 수소 충전소와 같은 수소 관련 인프라가 더 필요하기 때문에 지구상에서는 여전히 쉽게 사용할 수 없습니다.

이렇게 물에서 얻은 수소와 산소는 연료로 사용될 수도 있다. 우주선. 물로 로켓을 발사하는 것은 사고 시 혼합물이 폭발할 수 있기 때문에 추가 추진제와 산소를 탑재하여 발사하는 것보다 실제로 훨씬 안전합니다. 이제 우주에서는 특별한 기술을 통해 물을 수소와 산소로 분리할 수 있으며, 이를 통해 호흡과 전자 장치의 기능(예: 연료 전지 사용)을 유지하는 데 사용할 수 있습니다.

이에 대한 두 가지 옵션이 있습니다. 그 중 하나는 지구에서와 마찬가지로 전해질과 태양 전지판전류를 수신합니다. 그러나 아쉽게도 전기분해는 매우 에너지 집약적인 과정이며, 우주에서의 에너지는 이미 "금만큼의 가치가 있다".

대안은 물에 배치된 반도체 재료에 의해 광자를 흡수하여 작동하는 광촉매를 사용하는 것입니다. 광자 에너지는 물질에서 전자를 "두드려서" 그 안에 "구멍"을 남깁니다. 자유 전자는 물 속의 양성자와 상호 작용하여 수소 원자를 형성할 수 있습니다. 한편, "정공"은 물에서 전자를 흡수하여 양성자와 산소 원자를 형성할 수 있습니다.



광촉매 과정 지상 조건그리고 미세 중력(지구보다 백만 배나 적음)에서도 마찬가지입니다. 볼 수 있듯이 두 번째 경우에 나타나는 기포의 수가 더 많습니다.

이 과정은 되돌릴 수 있습니다. 연료전지를 사용하여 수소와 산소를 재결합(결합)할 수 있으며, 그 결과 광촉매 작용과 물 형성에 소비된 태양 에너지가 반환됩니다. 따라서 이 기술은 심우주 여행의 진정한 열쇠입니다.

광촉매를 사용하는 공정은 전기분해에 필요한 것보다 장비의 무게가 훨씬 가볍기 때문에 우주 여행에 가장 적합한 옵션입니다. 이론적으로는 우주에서 작업하는 것도 더 쉽습니다. 이는 지구 대기 외부의 햇빛 강도가 훨씬 더 높다는 사실에 부분적으로 기인합니다. 후자에서는 빛의 상당히 많은 부분이 표면으로가는 동안 흡수되거나 반사되기 때문입니다.

새로운 연구에서 과학자들은 120미터 높이의 타워에서 완전히 작동하는 광촉매 실험 시설을 떨어뜨려 미세중력이라는 조건을 만들었습니다. 물체가 지구로 떨어지면서 자유낙하, 중력의 효과가 감소합니다 (그러나 중력 자체는 어디에서나 사라지지 않으므로 이것을 중력의 부재가 아니라 미세 중력이라고 부릅니다. 대략. 번역), 지구의 중력을 보상하는 힘이 없기 때문에 추락하는 동안 ISS에서와 같이 설치 조건이 생성됩니다.

실험 설정 및 실험 과정.

연구자들은 그러한 조건에서 물을 분리하는 것이 실제로 가능하다는 것을 보여줄 수 있었습니다. 그러나 이 과정에서 가스가 발생하기 때문에 물 속에 기포가 형성됩니다. 중요한 작업가스 생성 과정을 방해하는 촉매 물질의 기포를 제거하는 것입니다. 지구에서는 중력으로 인해 거품이 표면으로 떠오릅니다(표면 근처의 물은 거품보다 밀도가 높아 표면에 떠오를 수 있음). 그러면 거품이 더 많이 형성될 수 있도록 촉매 공간이 확보됩니다.

무중력 상태에서는 이것이 불가능하며 가스 기포가 촉매 위나 근처에 남아 있습니다. 그러나 과학자들은 나노 규모로 촉매의 모양을 조정하여 기포가 피라미드 꼭대기에서 쉽게 떨어져 나와 새로운 기포의 형성을 방해하지 않고 물에 들어갈 수 있는 피라미드 구역을 만들었습니다.

그러나 한 가지 문제가 남아 있습니다. 중력이 없으면 기포는 촉매에서 강제로 빠져나가더라도 액체에 남아 있게 됩니다. 중력은 가스가 액체에서 쉽게 빠져나가도록 해줍니다. 중대한순수한 수소와 산소를 사용하기 위해 중력이 없으면 기포가 표면에 떠다니지 않고 액체와 분리됩니다. 대신 거품과 같은 형태가 형성됩니다.

이는 촉매나 전극을 막아 공정 효율을 급격하게 감소시킨다. 이 문제를 해결하는 엔지니어링 솔루션은 우주에서 기술을 성공적으로 구현하는 데 핵심이 될 것입니다. 가능한 해결책설치 회전으로 구성됩니다. 이러한 방식으로 원심력이 인공 중력을 생성합니다. 그럼에도 불구하고, 이 새로운 연구 덕분에 우리는 장기간의 인간 우주 비행에 한 걸음 더 가까워졌습니다.