月壤催化，月球上的能源革命？
2024-06-24 20:17:30 发布
最新研究揭示了嫦娥五号带回的月壤具有出色的催化能力，这一发现为月球上的人工光合成技术提供了新的可能性。南京大学的科学家们通过深入分析月壤的元素组成和微纳结构，发现其含有铁、钛等关键催化剂成分，这些成分在模拟太阳光的条件下，能有效将水和二氧化碳转化为氧气、氢气、甲烷和甲醇。这一过程不仅有望降低航天器的载荷和成本，还可能为宇航员提供生命支持和制备燃料。
研究团队使用0.2克的月壤样品，通过机器学习等先进方法，识别出钛铁矿、氧化钛等8种具有催化性能的晶体矿物。实验结果显示，嫦娥五号月壤在光伏电解水和光热催化二氧化碳加氢反应中展现出了高效率和选择性。特别是，在光伏电解水反应中，嫦娥五号月壤产生的氧气和氢气效率远超美国阿波罗计划取回的月壤和地球表面的玄武岩。
此外，月壤表面的微孔和囊泡结构被认为进一步提升了其催化性能。研究团队提出了利用月球夜间极低温度分离二氧化碳，并在太阳光下使用月壤作为催化剂，将废气和水资源转化为有用物质的策略。这一技术如果成功实现，将为建立适应月球极端环境的原位资源利用系统提供重要方案。
尽管月壤的催化效率目前低于地球上的催化剂，但研究团队计划进一步分离和提炼月壤中的有效成分，以提高催化效果。同时，他们正与中国空间技术研究院合作，争取在未来的航天计划中进行地外人工光合成技术的实地试验，以验证其在真实月球环境中的可行性。这一研究不仅为月球探索开辟了新的道路，也为人类在太空的长期生存和发展提供了新的希望。