Uso de oxígeno sólido para un rebreather

Para un sistema de circuito cerrado, probablemente no querrá oxígeno, sino peróxido de litio o hidróxido de litio . Ambos son compuestos livianos que absorben volúmenes significativos de dióxido de carbono. Lo que mata a un humano en un traje espacial no es la privación de oxígeno, sino el envenenamiento por dióxido de carbono . Cuando el dióxido de carbono está presente en >5,0 %, un ser humano morirá en 4 horas, y la concentración realmente debe mantenerse por debajo del 1,5 % para que funcione correctamente.

Estos fueron los químicos utilizados en la famosa escena del Apolo 13 . Pero el peróxido también genera oxígeno, por lo que sería más útil en su escenario. Alternativamente, el oxígeno de punto triple es lo que normalmente se usa para las misiones espaciales actuales, porque tiene la masa más alta para el volumen dado de oxígeno, al mismo tiempo que se puede desviar como gas.

Usando oxígeno de punto triple, y el punto de datos comúnmente citado de que un ser humano usa 550 litros de oxígeno a STP (20 C y 1 atmósfera) por día, llegaríamos a una masa de 0,715 kg por día, o alrededor de 0,3 kg durante 6 horas. (con factor de seguridad razonable para el diseño).

En términos de peróxido de litio, esto podría generarse con tan solo 0,86 kg de sal o 400 ml de sal. El oxígeno del punto triple, con una densidad de 0,04083 mol/cm^3, o 1,307 kg/L, necesitaría un volumen de 0,23 L para contener tanto oxígeno.

Peróxido de hidrógeno al 99 %

Voy a suponer que hay un aparato de rebreather para proporcionar gas inerte apropiado y limpiar el CO2.

http://www.collegesportsscholarships.com/measure-oxygen-consumption.htm requerimiento promedio de O2: suponga 250 ml/min. También supondremos que el O2 exhalado (no usamos todo lo que inhalamos) se recircula; El O2 no se expulsa ni se desperdicia.

¿Qué tal esta excelente referencia sobre el peróxido de hidrógeno? http://moveonstage.excellencegateway.org.uk/ilr_php/hottopics/pe/l1/docs/res/hydrogen%20peroxide%20strengths.pdf

1 ml de H2O2 al 3 % genera 10 ml de gas O2
1 ml de H2O2 al 6 % genera 20 ml de gas O2
Así que 1 ml de H2O2 al 99 % genera 330 ml de gas O2

6 horas tiene 360 ​​minutos x 250 = 90.000 ml O2 necesarios 90.000 ml / 330 ml = 272 ml H2O2. Eso es menos que el volumen de una lata de refresco.

¿Puede ser eso correcto? Comparación con oxígeno líquido con una relación de expansión de 1:860 https://en.wikipedia.org/wiki/Expansion_ratio 90,000 / 860 = 104 ml.

Entonces, ¿por qué no usar oxígeno líquido o sólido?

1: El oxígeno líquido o sólido debe sobreenfriarse/mantenerse bajo presión/ambos. El peróxido de hidrógeno puede ser un líquido a temperatura y presión ambiente.

2: El peróxido de hidrógeno es muy reactivo y acabará oxidando cualquier cosa orgánica con la que entre en contacto. Por lo tanto, su suministro de peróxido podría cumplir una doble función como depurador (probablemente en un circuito separado). No pasarán gérmenes, virus, flemas, polen ni pelos sueltos. Su peróxido puede esterilizar las exhalaciones entrantes o salientes.

3: Explosión. Un problema con el O2 sobreenfriado es que las cosas muy frías no son tan reactivas. La (excelente) serie de videos periódicos tiene un par de videos que muestran carbón caliente arrojado a una tina de O2 líquido. Está limpio pero no explota. https://www.youtube.com/watch?v=7NXfyCezUFk

Se puede usar peróxido de hidrógeno puro (con un carbón oxidable, como el queroseno) como combustible para cohetes. Oxidará rápidamente cualquier cosa que toque que sea oxidable, lo que significa que esas cosas estallarán en llamas. El peróxido de hidrógeno expuesto a la luz puede descomponerse explosivamente en oxígeno gaseoso y vapor sobrecalentado (la liberación de O2 es lo suficientemente exotérmica para generar el vapor). Los gases calientes en expansión bañarán todo a su alrededor con gotas de H2O2 puro sin descomponer, lo que hará que esas cosas estallen en llamas. Una vez que haya llamas, la reacción se intensificará. Las cosas porosas o humectables empapadas con H2O2 no se queman de afuera hacia adentro, como las cosas rociadas con gas, sino de adentro hacia afuera, ya que el interior está saturado con oxidante.

Entonces, su falla catastrófica no sería como una bomba que explota, sino como una botella de refresco que explota, seguida de que todo lo que está cerca arda como un loco. Lo cual, en mi opinión, ofrece más posibilidades narrativas que solo una gran explosión y luego la gente arrastrándose entre los escombros comentando sobre la gran explosión que ocurrió.

Por lo que puedo decir y razonar,

Si un contenedor de oxígeno sólido se rompiera con un rayo de plasma, la reacción resultante sería decepcionante. Una vez traspasado, el O2 sólido simplemente comenzaría a sublimarse a medida que queda expuesto al calor del orificio. Incluso una explosión de presión por la integridad comprometida del contenedor parece bastante mansa. Esto se debe a que el oxígeno sólido es estable. El plasma tendría que estar lo suficientemente caliente para vaporizar una gran cantidad de oxígeno (es decir, incluso si le disparan).

De todos modos, hay otras formas de hacer explosiones. Si la energía es barata y abundante, ¿por qué no tener baterías que impulsen una fotosíntesis artificial como una reacción que convierte el CO2 en O2? Cualquier cosa que contenga tanta carga seguramente puede hacer una explosión maravillosa. Como las baterías baratas de iones de litio para teléfonos que han logrado derribar aviones solo que mucho más fuertes.