¿Cómo se propone extraer oxígeno del regolito lunar?

La noticia de futurismo La NASA bombea fondos a una empresa emergente que dice que puede recolectar oxígeno de Lunar Regolith dice:

La NASA acaba de otorgar una financiación sustancial a Pioneer Astronautics, una empresa que afirma que puede recolectar regolito lunar y convertirlo en oxígeno utilizable.

Pregunta: ¿Cómo se propone extraer oxígeno del regolito lunar? ¿Hay oxígeno molecular como O 2 atrapado en el regolito, o de alguna manera descompondrán los minerales u óxidos que contienen oxígeno, o están apuntando a los hidróxidos ?

Parece que no hay hidróxidos en el regolito lunar. Ver geología lunar . Solo hay oxígeno como parte de óxidos como SiO2, Al2O3, CaO y FeO.
@Uwe, eso es lo que pensé, y separar el oxígeno libre de esos óxidos suena bastante desafiante y requiere mucha energía.
En realidad, es bastante simple... pero sí, consume mucha energía. No he encontrado detalles de lo que está haciendo Pioneer Astronautics, pero es probable que sea alguna variante de la electrólisis de óxido fundido que Boston Metals está comercializando aquí en la Tierra: bostonmetal.com/moe-technology/#moe-process
@ChristopherJamesHuff ¡Qué interesante! En lugar de fotovoltaica, me pregunto si un horno solar tiene sentido en este caso. space.stackexchange.com/search?q=solar+furnace
Un horno solar evitaría pérdidas de conversión, pero regular la temperatura es más difícil y el horno obviamente no puede estar tan bien aislado. Un horno calentado eléctricamente puede estar extremadamente bien aislado y la mecánica de introducir y sacar material del horno es mucho más sencilla. Sospecho que la simplicidad pondrá el horno eléctrico por delante.
@ChristopherJamesHuff Supongo que depende del diseño y la escala del tamaño del lote. Por ejemplo, un solo plato de 10 metros de diámetro y distancia focal podría enfocar 100 kW a través de una abertura de 9 cm de diámetro en el aislamiento del crisol. Eso elevaría 100 kg de roca a decir 3000 K en una hora despreciando las pérdidas. Pero tal vez la electricidad para la electrólisis sea el cuello de botella de energía real, y supongo que aún sería fotovoltaica.
@ChristopherJamesHuff: Si tiene una respuesta, escríbala como una respuesta adecuada. ¡Entonces puedes ganar reputación por ello!
La fundición de aluminio en la Luna, con oxígeno como subproducto y alimentada por un reactor nuclear, es un elemento de la trama en "Artemis" de Andy Weir.

Respuestas (2)

Es probable que Pioneer Astronautics esté haciendo alguna variante de la electrólisis de óxido fundido que Boston Metal está comercializando aquí en la Tierra: https://www.bostonmetal.com/moe-technology/#moe-process

Esto implica derretir roca (potencialmente solo basalto aleatorio) y electrolizarla. Se puede usar grafito como cátodo, pero el ánodo debe ser resistente a la oxidación, o el ánodo se consumirá por la reacción con el O2 y se liberará CO2 en su lugar. El trabajo anterior usó metales preciosos como el iridio para los ánodos, algunos trabajos recientes (relacionados con el proceso de Boston Metal) usan aleaciones de cromo ( https://www.chemistryworld.com/news/greener-cleaner-steel-/6155.article ), y yo También he visto mención de electrodos cerámicos que se vuelven conductores a las temperaturas involucradas.

Y, por supuesto, mientras que el oxígeno se recolecta en el ánodo, el cátodo recolecta los componentes metálicos (o semimetálicos) de los óxidos... hierro, silicio, cobre, etc. Este es el producto final deseado para Boston Metal, y eventualmente podría ser el producto final primario en la luna también, siendo el oxígeno un producto de desecho producido en mayores cantidades de las necesarias.

Derretir roca es caro. Un mejor proceso es derretir una sal, verter la roca y aplicar una corriente eléctrica. Dicho proceso se describe aquí: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063319301758?via%3Dihub

Resultados similares a derretir la roca, pero estás viendo temperaturas de 800-900 grados, no miles. El pequeño problema es el cubo y los electrodos: los iones de oxígeno oxidarán casi cualquier cosa. Las mejores apuestas son capas de oro (se ablandarán a temperaturas, metal débil de todos modos), platino (¡caro!) O aceptar que vas a quemar tu camino a través de tu cubo de contención.

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