在太空探索的歷史上，宇航員們面對的一個重大挑戰就是如何在微重力環境中高效地生產氧氣。這個問題長期以來困擾著科學家，傳統上國際空間站的系統依賴於笨重且耗能的機械裝置，這些裝置需要從水中分離氧氣和氫氣。由於在太空中每一公斤的重量和每一瓦特的能量都至關重要，這種液體管理系統在長期任務中顯得不切實際。隨著對高效生產氧氣的需求日益增加，科學家們迫切需要找到一種可行的解決方案。
最近，來自華威大學、德國不來梅的ZARM以及喬治亞理工學院的國際團隊找到了一個更簡單的解決方案。他們使用小型的商用磁鐵，開發出一種在電解過程中能夠被動分離氧氣氣泡與水的系統，且無需額外的電力支持。這項技術利用了磁力的特性。在微重力環境中，氣體氣泡不會自然上浮，而是黏附在電極上，這導致了效率低下。透過研究水和電解電流如何與磁場互動，這個團隊能夠將氣泡引導至收集點或將其旋轉開來，模擬出離心機的效果，這種系統幾乎不需要任何維護，也不需要使用重型設備。
研究團隊的成員之一，華威大學的Katerina Brinkert教授表示：“我們能夠證明，分離產生的氫氣和氧氣不需要離心機或任何機械活動部件，甚至不需要額外的電力支持。這是一個完全被動且低維護的系統。”這項技術的早期實驗已在不來梅的落體塔和實驗室設置中取得了令人印象深刻的成果，氧氣收集效率提高了多達240%，而且該系統的工作效率幾乎與地球上的系統相同。這一突破為更輕便、更堅固的生命支持系統鋪平了道路，這對於可持續的人類探索地球以外的空間至關重要。
這項研究的成果反映了四年來的合作研究。喬治亞理工學院的Álvaro Romero-Calvo在2022年首次提出了這個想法，並進行了初步的計算和模擬，隨後他推進了一種利用磁效應將水分解為氧氣和氫氣的系統。為了驗證和量化這一理論，華威大學的Brinkert教授團隊設計了實驗和設備，以便在微重力條件下進行評估。博士研究生Shaumica Saravanabavan表示：“在我多次前往ZARM的過程中，我們在多個落體塔實驗中確認了相分離的磁浮力效應，使用的電極材料部分是在華威製造的。我很自豪能夠為推進超越地球應用的可持續能源技術作出貢獻。”
研究團隊的下一步計劃是驗證這一方法在亞軌道火箭飛行中的表現，以測試其在真實太空條件下的性能。如果成功，這種小型磁鐵可能會使在太空中的呼吸變得更加容易。這項研究的成果得到了德國航空航天中心、歐洲空間局和美國國家航空暨太空總署的資助，並已在《Nature Chemistry》期刊上發表。
