Elektrochemie im Orbit

Seit über zwanzig Jahren gibt es eine kontinuierlich bewohnte Siedlung außerhalb unseres Planeten.

Im Oktober  startete die NASA im Johnson Space Center eine Antares-Rakete mit einem Cygnus-Versorgungsschiff. Dieses Frachtschiff hatte ein experimentelles System an Bord, mit dem die Oxidation von Ammoniak unter Mikrogravitationsbedingungen untersucht werden sollte, um Urin auf der ISS in Wasser umzuwandeln.

Die Verbesserung dieses Abfallmanagementsystems hat weitreichende Auswirkungen auf längere Erkundungsmissionen, bei denen das Gewicht der Nutzlast mit der (schweren) Wassermenge optimiert werden muss, die zur Erhaltung des Lebens während der Reise benötigt wird. Angesichts der begrenzten Ressourcen an Bord eines Raumschiffs ist die Rückgewinnung von Wasser aus allen Prozessen von großer Bedeutung.

Zukünftige Missionen, die von dieser Studie profitieren könnten, umfassen Reisen zum Mond (Artemis) und schließlich zum Mars (Orion).

Dieses System verwendet Metrohm DropSens Siebdruckelektroden (SPEs). Die neuartige Nanomaterialbeschichtung der Elektroden wurde von Forschern der Universität Alicante in Spanien in Zusammenarbeit mit der Universität von Puerto Rico entwickelt. In diesem Artikel möchten wir die Menschen hinter dem Projekt vorstellen und näher auf ihre Forschung im Weltraum mit Metrohm-Produkten eingehen.

Vorstellung der Forscher

Dr. José Solla Gullón (Ph.D.) 2003, Chemie)

Frau Camila Morales Navas

Das AELISS-Projekt

Einen kurzen Überblick von Camila und ihrem Studienberater finden Sie im folgenden Video der NASA:

Wie begann das AELISS-Projekt?

Die Kombination der Expertise in der Ammoniakoxidationsforschung aus Josés Labor in Spanien mit dem Wissen von Camilas Gruppe in Puerto Rico über die technischen und Sicherheitsanforderungen der NASA machte den Bau und die Realisierung des komplexen AELISS-Projekts möglich. Allerdings ist es nicht einfach, etwas zur ISS zu bringen ...

Hatte die COVID-19-Pandemie einen wesentlichen Einfluss auf die Forschung? 

Wie wird sich AELISS von ähnlichen Experimenten auf der Erde unterscheiden?

Eines der Hauptanliegen bei diesem Projekt ist die möglichst effiziente Umwandlung von Abfallurin in nutzbares Wasser für langfristige Weltraummissionen. Hier ist das Wasserrecycling ein kritischer Punkt. Außerdem ist es wichtig zu wissen, dass das Produkt der Oxidation von Ammoniak Stickstoffgas ist, aber das Verhalten von Gasen ist auf der Erde nicht dasselbe wie im Weltraum. Zu verstehen, wie sich die Stickstoff-Blasen in Abwesenheit der Schwerkraft verhalten, ist ein entscheidender Schritt zur Untersuchung.

Camilas Dissertationsprojekt zielt darauf ab, diese und weitere Fragen zu beantworten, und zwar unter den realistischen Bedingungen des Weltraums und nicht in kurzen Phasen der Schwerelosigkeit während des Flugs. Wie kamen die Forscher dazu, Metrohm-Produkte zu verwenden?

Metrohm hat etwas an sich

Warum also Metrohm gegenüber anderen Anbietern bevorzugen? Ich habe José und Camila gefragt, was sie zu unseren Produkten bewogen hat.

Ein weiterer entscheidender Punkt war laut José die Tatsache, dass die elektrochemischen Zellen von Metrohm DropSens sehr klein sind und perfekt in das konzeptionelle System passen. Tatsächlich waren nur kosmetische Änderungen an den Produkten erforderlich, die in diesem Projekt verwendet werden sollten – Alle verwendeten Materialien waren bereits vorhanden von der NASA zur Verwendung zugelassen.

Für Camila war es das erste Mal, dass sie diese Produkte verwendete, und sie fand die Out-of-the-Box-Nutzung unglaublich hilfreich.

In der Vergangenheit, José hat Metrohm DropSens mehrmals gebeten, maßgeschneiderte SPEs für seine Forschungsanforderungen zu entwerfen, und Metrohm DropSens war immer reaktionsschnell und angenehm.

Wir wünschen den Forschungsgruppen, die hinter dem ehrgeizigen AELISS-Projekt an der Universität von Puerto Rico und der Universität Alicante stehen, alles Gute. Wir bei Metrohm sind stolz darauf, dass unsere Produkte einen Beitrag zur Weltraumforschung leisten können.