月壤或可出产氧气和燃料!

未知 2022-05-11 19:25

月壤或可出产氧气和燃料!
 

近来,南京大学等组织的研讨团队在世界学术期刊《焦耳》发表文章称,团队在详细剖析嫦娥五号取回的月壤的元素和矿物结构后,发现月壤含有一些活性化合物。它们可以作为催化剂,借助太阳光,将水和二氧化碳转化为氧气、氢气和甲烷、甲醇。

这项工作为树立适应月球极端环境的原位资源使用体系提供了潜在方案,而且只需要月球上的太阳能、水和月壤。根据该体系,人类或可完成“零能耗”的地外生命保障体系,真正支撑月球勘探、研讨和旅行。完成在月球上长时间生计将是载人深空勘探绵长旅途的一个重要里程碑。

科研团队是怎么找到这些催化剂的?月壤实践的催化功率怎么?研讨选用的地外人工光组成技能是怎么回事?离实践使用还有多远?

科研团队是怎么找到这些催化剂的?

该论文榜首作者、南京大学教授姚颖方介绍,2021年,南京大学获得了1克嫦娥五号带回的月壤样本,并对其进行研讨。此次刊发成果的科研团队仅使用了其间的0.2克。与传统的根据地质剖析手段的月壤研讨不同,此次研讨是根据资料剖析手段对月壤进行剖析。

月壤是许多矿物成分的混合物,为了从中提取信息,研讨团队选用机器学习等办法对其间约0.1克的月壤矿物成分及元素进行了屡次剖析,发现嫦娥五号月壤中含有约24种晶体矿物成分,包含8种活性资料。特别是其间的铁元素和钛元素,经前期研讨发现,其作为催化资料具有非常好的功能。

 

在此基础上,研讨团队将别的约0.1克的月壤作为催化资料进一步进行剖析,别离挑选了其间使用太阳能进行驱动的催化方式,并对其功能和选择性进行评价,从而从中挑选出最适合月壤的催化方式。

月壤实践的催化功率怎么?

经过将嫦娥五号月壤、模拟的美国阿波罗计划取回的月壤及地球外表成分类似的玄武岩进行对比,研讨团队发现,嫦娥五号月壤在功能上,其转化功率稀有量级的提高,在10倍左右。在选择性上,后两者终究产物主要是一氧化碳,在实践太空航行进程中属于无用或有害物质,而嫦娥五号月壤的终究产物只要甲烷和甲醇。甲醇是人类有机组成中的主要原料,而甲烷是太空飞行器在地外极其需要的燃料成分。

研讨指出,月球外表长时间遭到太阳风的照耀,导致月壤外表具有许多的囊泡和微孔,姚颖方猜想,正是这样的结构进一步提高了月壤的催化功能。

尽管月壤的催化功率低于地球上可用的催化剂,但选用原位的地外人工光组成技能,可以大幅度减少人类进入外太空的载荷,节省了很大的成本。姚颖方认为:“虽然它的催化功率现在比较低,但不代表未来不能变高。下一步咱们将尝试对月壤进行分离和提取,如果可以提取出活性更高的成分,并完成月壤原地获取和分离,未来将有时机完成地外人工光组成设备和体系的搭建,以到达地外人类长时间生计的目的。”

 

什么是地外人工光组成技能?它离实践使用还有多远?

自然界植物的光合作用,是指使用太阳将水和二氧化碳转化为贮存能量的有机物,人工光组成技能就是选用人工的资料进行代替,将水和二氧化碳结合产生燃料和氧气的进程。而地外人工光组成指的就是在外太空经过原位太阳能或其他能量的使用,完成人工光组成的进程。

但月球上高真空、极限温度以及强辐射的环境,关于人类在月球外表生计以及资料抗腐蚀功能都提出了极大的应战。而要终究在月球上完成工业化出产氧气、氢气、甲烷和甲醇,同样还有许多技能难关要攻克。首要,要考虑怎么在月球外表提取月壤中水资源的问题;其次,若想要搭建地外人工光组成的一整套工业体系,不仅是航天学,一起也包含工程学、物理学、化学和资料学等,都需要进一步深入研讨,才有望完成这一进程。

虽然地外人工光组成技能转化的氧气体量有限,但可以用于人类在地外的生命存续,关于人类呼吸生计来说非常重要。姚颖方展望道:“这一技能完成今后,将有助于未来人类完成在月球外表树立月球基地的宏伟蓝图,并进一步向更深更远的地外进行探究。”

 

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