能生产氧气和燃料?南京大学等在月壤研究中取得进展

2022年05月10日 19:32:18 | 作者:王尧 郑伟 魏玉卿 杨国 | 来源:荔枝网 | 点击:正在获取...

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  如果想在月球上居住和旅行,水、氧气等物质和交通工具不可或缺。如果月球能“自带”资源为人类提供生存的基础,未来星际旅行的曙光或许不再遥远。记者从南京大学获悉,研究团队发现嫦娥五号带回的月壤样本中,一些成分可以作为催化剂,在太阳光作用下,将水和二氧化碳转化为氧气、氢气、甲烷和甲醇。

  记者今天采访到南京大学现代工程与应用科学学院教授姚颖方,他介绍:“通过我们材料学的研究发现嫦娥五号月壤大致主要有24种左右的矿物成分,而且是晶体矿物成分,而且这个里边我们发现大概有8种左右的成分适合于采用太阳能光催化或者光电催化的方式,实现水分解或者二氧化碳的还原的过程。通过这些方式,我们筛选出来了光伏电解水以及光热催化二氧化碳加氢这两种方式,采用月壤作为催化剂特别的合适。”

  基于以上分析,研究团队针对月球环境,提出利用月壤实现地外人工光合成的策略与步骤。即利用月球夜间约-173℃的极低温度,将二氧化碳从人类呼吸的空气中凝结分离。然后利用太阳光,将嫦娥五号月壤作为水分解的电催化剂和二氧化碳加氢的光热催化剂,把人类呼出的废气、月球表面开采的水资源等转化为氧气、氢气、甲烷和甲醇。这项工作为建立适应月球极端环境的原位资源利用系统提供了潜在方案,并且只需要月球上的太阳能、水和月壤。基于该系统,人类或可实现“零能耗”的地外生命保障系统,真正支持月球探测、研究和旅行。

  姚颖方教授说:“这一项研究是我们中国人首次提出来的采用原地原位的资源和能源实现原位资源利用的方式来实现载人深空探测,尤其是人类地外长期生存的目标。当然了我们目前的研究还是比较初步的,未来我们希望构建一个真正能够实现在月球表面采用月球原位的资源,也就是月壤和提取出来的水以及月球的能源,来实现地外的深空探测和长期的月球表面生存的过程。我们盼望着有一天能够真正做成一套装置或者系统,来支撑单人或者是小组的氧气的供给和燃料的制备。”

  (来源:江苏广电融媒体新闻中心/王尧 郑伟 魏玉卿 杨国 编辑/汪泽)

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