電解水製造氧氣

如果沒有氧氣大多數人只能生存幾分鐘,如果氧氣的濃度過低人就會出現疲勞及頭暈的症狀.美國國家航空航天局的佩裡說：“空間站裡氧氣主要來自電解水,並且用高壓密閉罐來儲存.”電解水所消耗的電力由空間站的太陽能電池板提供.

一個水分子包含兩個氫原子和一個氧原子,當水分子被電解時水分子就裂解成氫原子和氧原子,氫原子和氧原子再重新結合成氧分子和氫分子.

所以如果人類能夠掌握植物製造氧氣的方法其意義無疑是深遠的,植物在光合作用的過程中產生的副產品對於我們來說就是食物(糖,糖是維持生命活動的重要物質).植物光合作用的過程非常精妙,這也是生命活動的特點之一.

電解水產生的氫氣可以和宇航員所產生的二氧化碳進行反應,生成水和甲烷(沼氣).水可以重新參與電解,以製造氧氣.甲烷與剩餘的氫氣則排放到太空中.科學家一直希望這個迴圈過程是完全封閉的,不浪費一點物質,或者讓氫和甲烷的排放產生推力,用於調整飛船姿態.

在國際空間站的艙外有一個巨大的壓縮罐,裡面的氧氣在主體生命保障系統對接成功之前為國際空間站提供氧氣,2005年之後它將作為空間站的氧氣儲備罐.

保持空氣的清新

為保持太空艙空氣新鮮,宇航員呼吸產生的二氧化碳被一種叫分子篩的裝置分離出來排到太空中,新陳代謝產生的其他微量甲醇、甲烷、丙酮、一氧化碳等,通常用活性碳過濾器清除.

維持空間站裡空氣的清新在技術上非常複雜.在過去的30年間裡,科學家使用了各種各樣的方法和各種化學試劑進行試驗.

我們要向天帝學習，仿生光合作用，透過酶，直接從二氧化碳趕出氧氣，仿生學會了，直接從岩石中拿氧氣，岩石成份是碳酸鈣，更可以直接從氧化鐵，氧化銅，拿氧，所以電解水是笨方式方法。水多珍貴。

這裡以國際空間站為例說明典型的空間站運作方式。

ISS現在的日常空氣迴圈如下圖：

以美國艙段為例，艙內空氣經過活性炭除味，催化氧化淨化（Trace Contaminant Control Subassembly (TCCS) ），透過分子篩去除二氧化碳（Carbon Dioxide Removal Assembly (CDRA) ），加入電解廢水製氧（ Oxygen Generating System (OGS) ）和氣瓶儲備氣體（ Nitrogen/Oxygen Recharge System (NORS)），透過空調系統（ Temperature and Humidity Control (THC) ）注回艙中。

俄羅斯艙段也有一套類似獨立系統，互為備份。

Nitrogen/Oxygen Recharge System (NORS)：

地面運輸到空間站上的氧氣/氮氣。太空梭時代自帶液氧，國際空間站現在用的是高壓氣罐，自重240 pound，滿載6000 pound。

Oxygen Generating System (OGS)

Carbon Dioxide Removal Assembly (CDRA)

四床分子篩吸附二氧化碳並解附排放到太空。這一系統理論壽命是無限的，可以一直運作下去。

Trace Contaminant Control Subassembly (TCCS)

氫氧化鋰吸收剩餘二氧化碳，活性炭過濾吸附去掉大部分汙染物（氣味分子），高溫催化氧化去除低分子量汙染物（如甲烷）。

其他的部分：

Solid-Fuel Oxygen Generator (SFOG)

只在俄羅斯艙段有，俄名Vika。氯酸鈉和鐵粉製成的化學制氧炬，點燃後即可釋放氧氣。價格昂貴但是可長期儲存，現在用作ISS的應急製氧備份。

Temperature and Humidity Control (THC)

空調系統，維持溫度/溼度。收集冷凝水會注入廢水回收系統中。

Water Recovery System (WRS)

尿液處理和廢水處理，再生水一部分用於洗漱一部分用於電解制氧。俄羅斯艙段只回收廢水不回收尿液，美國艙段則會用昨天的咖啡泡今天的咖啡。

1.地面運輸氧氣

2.電解廢水製氧

3.應急化學制氧

國際空間站裡裡宇航員的氧氣並不是我們想的揹著氧氣瓶而工作，他有一整套完整的裝置系統補充氧氣，過濾空氣，它可以根據地球空氣成分進行配置，以便於讓宇航員的呼吸狀態與地球相似，空間站系統主要利用電離水產生直接釋放到空間站的氧氣，收集宇航員呼吸產生的廢氣和少量汗液，氫和氧可以重複使用而不會汙染，其電解裝置供電來源於俄羅斯建造的一個叫“電子”的裝置裝置，同時它從宇航員產生的廢物氣體汗液中也能提取少量養分，太陽能面板為其提供電能，製造的氧氣還有與氮結合，防止火災危險，同時空間站還配備了氧氣儲存罐和高氯酸鋰，以便於發生意外時給宇航員提供氧氣。

首先宇航員從地球帶去氧氣，並透過電解水來製造氧氣。空間站的空氣和水都源自地球，宇航員乘坐宇宙飛船前往空間站時，會把這些重量的補給運送到空間站，同時宇航員也從無人駕駛的宇宙飛船上獲得補給。

例如“俄羅斯的起步號”但是來自地球的補給並不足以維持空間的運轉，這意味著如果在空間站上會極其回收利用，空間站的水回收系統從廢水或（尿液）迴圈生產飲用水。

水分子由氧原子和氫原子結合而成，因此被利用用來提供國際空間站的氧氣，透過水電解，宇航員能夠使氧氣和氫氣相互分離。

但是除去氧氣，剩下的氫氣呢？

使用一些化學物質實際上能夠把它變成水，氫與二氧化碳結合可以產生水和甲烷，所以就可以得到更多的水，而甲烷將作為廢物經過特殊的噴口被吹向外太空。