月壤里的隐秘：或可在月球上制备氧气和燃料 

世界学术期刊《焦耳》的一篇最新论文引发学界广泛重视。研讨团队在详细剖析嫦娥五号取回的月壤（以下简称嫦娥五号月壤）的元素和矿藏结构后，发现月壤的一些活性化合物具有杰出的催化功能。他们以其为催化剂，使用人工光组成技术，凭借模仿太阳光，将水和二氧化碳转化为氧气、氢气、甲烷、甲醇。

“月壤是月球上最丰富的资源之一，月壤或月壤提取成分如果能作为月球上的人工光组成催化剂，可大大降低航天器的载荷和成本。将来或许在月球上能够就地取材，为宇航员提供生命支持，并制备燃料。”5月7日，在承受科技日报记者专访时，论文共同榜首作者、南京大学教授姚颖方如此展望。

月壤的元素构成和微纳结构，使其具有杰出的催化功能

2021年，南京大学作为我国空间技术研讨院牵头的联合团队组成单位之一，取得榜首次发放的月球样品1克。此次刊发成果的科研团队使用其间的0.2克进行研讨，发现了月壤的一些特质。

“嫦娥五号月壤来自月球外表十分年青的玄武岩，这种矿藏中富含铁、钛等人工光组成中常用的催化剂成分。团队采用机器学习等办法，对月壤结构进行了屡次剖析，发现其间钛铁矿、氧化钛等8种晶体矿藏能够在人工光组成中发挥较好的催化功能。”姚颖方说。

月壤实践的催化功能怎么？研讨团队将月壤作为光伏电解水、光催化水分化、光催化二氧化碳复原、光热催化二氧化碳加氢等反响的催化资料，发现其在光伏电解水和光热催化二氧化碳加氢反响中，具有较高的功能和选择性。

“在这些实验中，我们施加了模仿太阳光，用水、二氧化碳做原料，将月壤与模仿的美国阿波罗计划取回的月壤和地球外表的玄武岩进行对比，发现三者在光伏电解水反响中，嫦娥五号月壤发生氧气和氢气的功率最高。而在光热催化二氧化碳加氢反响中，嫦娥五号月壤发生的甲烷、甲醇的功率也比其他资料要高。”姚颖方欣喜地表明，氧气可为人类提供生命支持，甲烷是火箭推进剂的有用成分，而甲醇是有机化学品原料。

研讨还发现，月壤外表具有丰富的微孔和囊泡结构，“这种微纳结构进一步提高了月壤的催化功能。”姚颖方说。

将争取在未来航天计划中搭载实验

根据以上剖析，研讨团队针对月球环境，提出使用月壤实现地外人工光组成的策略与步骤。“使用月球夜间约-173℃的极低温度，将二氧化碳从人类呼吸的空气中凝结分离。然后使用太阳光，将嫦娥五号月壤作为水分化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、月球外表开采的水资源等转化为氧气、氢气、甲烷和甲醇。”姚颖方表明，使用地外人工光组成技术，或许只需要月球上的太阳能、水和月壤，便能发生氧气和碳氢化合物，该技术有望凭借于月球外表的温度环境，实现低能耗和高效能量转化。这为建立适应月球极点环境的原位资源使用体系提供了潜在计划。

虽然月球土壤的催化功率低于地球上可用的催化剂，但姚颖方表明，研讨团队还将对月壤中的有用催化成分进行分离、提炼，力求得到更好的催化效果。

不过，地外人工光组成技术究竟能否在实在的月球环境中实现，还需进一步验证。姚颖方介绍，目前，他们正在联合我国空间技术研讨院的科研人员，争取实现地外人工光组成技术在未来航天计划中搭载实验，进行实在环境验证。