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Sind wir dem Leben auf dem Mond vielleicht einen Schritt näher gekommen? Ein neues Gerät, das von Wissenschaftlern in Cambridge, Großbritannien, entwickelt wurde, kann Sauerstoff aus Mondgestein extrahieren. Diese Technologie wäre äußerst wichtig, um eine Mondbasis für eine langfristige Besiedlung zu schaffen oder den Mond als Ausgangspunkt zu nutzen, um die tieferen Bereiche des Weltraums zu erkunden.
Das neue Gerät, ein von Derek Fray und seinen Kollegen entwickelter Reaktor, entstand aus einem modifizierten elektrochemischen Verfahren, das das Team im Jahr 2000 erfunden hat, um Metalle und Legierungen aus Metalloxiden zu gewinnen. Das Verfahren nutzt die Oxide, die auch im Mondgestein vorkommen, als Kathode zusammen mit einer Anode aus Kohlenstoff. Damit der Strom durch das System fließt, befinden sich die Elektroden in einer Elektrolytlösung aus geschmolzenem Calciumchlorid (CaCl2), einem Kochsalz mit einem Schmelzpunkt von knapp 800 °C.
Der Strom entzieht den Metalloxid-Pellets Sauerstoffatome, die ionisiert werden und sich in der Salzschmelze auflösen. Die negativ geladenen Sauerstoffionen bewegen sich durch das geschmolzene Salz zur Anode, wo sie ihre zusätzlichen Elektronen abgeben und mit dem Kohlenstoff zu Kohlendioxid reagieren – ein Prozess, der die Anode erodiert. Währenddessen bildet sich an der Kathode reines Metall.
Damit das System Sauerstoff und nicht Kohlendioxid produziert, musste Fray eine unreaktive Anode herstellen. „Ohne diese Anoden geht es nicht“, sagte Fray. Er entdeckte, dass Calciumtitanat, das allein ein schlechter elektrischer Leiter ist, ein viel besserer Leiter wurde, wenn er etwas Calciumruthenat hinzufügte. Diese Mischung erzeugte eine Anode, die kaum erodiert – nach 150-stündigem Betrieb des Reaktors berechnete Fray, dass sich die Anode um etwa drei Zentimeter pro Jahr abnutzen würde.
Um den Reaktor auf dem Mond zu beheizen, bräuchte nur wenig Strom, sagte Fray, und der Reaktor selbst könne thermisch isoliert werden, um die Wärme einzuschließen. Die drei Reaktoren würden etwa 4,5 Kilowatt Strom benötigen, der von Sonnenkollektoren geliefert werden könnte oder sogar ein kleiner Atomreaktor auf dem Mond.
In ihren Tests verwendeten Fray und sein Team ein simuliertes Mondgestein namens JSC-1, das von der NASA entwickelt wurde. Fray geht davon aus, dass drei Reaktoren von je einem Meter Höhe ausreichen würden, um eine Tonne Sauerstoff pro Jahr auf dem Mond zu erzeugen. Drei Tonnen Gestein werden benötigt, um eine Tonne Sauerstoff zu produzieren, und in Tests konnte das Team eine fast 100%ige Sauerstoffrückgewinnung feststellen, sagt er. Die Ergebnisse präsentierte Fray letzte Woche auf dem Kongress der International Union of Pure and Applied Chemistry in Glasgow, Großbritannien.
Quelle: Natur