Ученые Калифорнийского технологического института смогли получить кислород, «бомбардируя» молекулами углекислого газа золотую пластинку.

Для начала большинства химических реакций требуется энергия, которая обычно подводится в виде тепла. Но новые исследования показывают, что некоторые необычные реакции могут протекать за счет кинетической энергии. Молекулы воды могут разгоняться и врезаться, как крошечные пули, в поверхности, содержащие кислород. Энергии такого столкновения достаточно, чтобы отщепить кислород от поверхностей, которые его содержат.

Такая реакция происходит на кометах, когда молекулы воды испаряются с поверхности и ускоряются солнечным ветром, а затем врезаются обратно в комету. Сами кометы при этом выделяют углекислый газ, но ученые из Калифорнийского технологического института решили проверить, возможно ли выделение кислорода в таком процессе.

Каково же было удивление исследователей, когда в потоках газа от кометы они обнаружили этот жизненно необходимый человеку газ. Ученые решили сымитировать реакцию в лаборатории, чтобы понять, откуда взялся этот кислород — из воды или углекислого газа. Они взяли золотую фольгу и начали бомбардировать ее молекулами CO2. Проведя анализ потоков газа, идущего от поверхности золотой фольги, ученые выяснили, что кислород там все еще присутствует. А это значит, что он получается при расщеплении углекислого газа.

 
Это открытие очень важно по одной причине: чтобы напрямую расщепить углекислый газ с помощью химических реакций, требуются очень большие затраты энергии. На космических станциях и подводных лодках регенерация кислорода происходит с помощью каскада реакций, которые используют химические реагенты. Это значит, что для поддержания состава воздуха необходимо постоянно подвозить новые реактивы.

Но новый способ получения жизненно необходимого людям газа решает эти проблемы: для него требуется не так много энергии и вообще никаких реактивов. Ученые собрали целую установку, которая может производить кислород. В ней углекислый газ сначала ионизируют, чтобы у молекул появился электрический заряд, а затем разгоняют с помощью электрического поля и сталкивают с какой-нибудь поверхностью. Молекулы углекислого газа разлетаются на кислород и атомы углерода, которые затем могут оседать в виде сажи на стенках реактора. Новая технология, по словам ее создателей, может использоваться как на космических станциях и подводных лодках, так и в поселениях на Луне и Марсе.