首页 | 热点 | 滚动 | 国内 | 乐活 | 关注 | 教育 | 体育 | 时尚 | 汽车 | 新闻 | 行业 | 都市 |

 

月壤作为月球上的人工光合成催化剂 可大大降低航天器的载荷和成本
发布时间：2022-05-30 10:09:23 文章来源：深圳商报
在科幻小说家的笔下，未来人类可以移民月球生活。这一天会到来吗?2020年12月17日，我国嫦娥五号月球探测器携带1731克月球土特产成功返回地...

在科幻小说家的笔下，未来人类可以“移民”月球生活。这一天会到来吗?2020年12月17日，我国嫦娥五号月球探测器携带1731克月球“土特产”成功返回地球，为人类进一步探究“月球的秘密”奠定了基础。近日，香港中文大学(深圳)理工学院的邹志刚院士、朱熹教授、王璐教授、涂文广教授和南京大学姚颖方教授、周勇教授，中国科技大学熊宇杰教授合作采用机器学习等方法，对月壤材料结构进行了多次分析，明确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。该研究成果在《焦耳》上发表。

地外人工光合成指的是在外太空，通过原位太阳能或其他能量的利用，实现人工光合成的过程。该技术主要利用人类呼吸的二氧化碳和月球上原位开采的水资源产生氧气和碳氢化合物，有望成为月球的资源原位利用技术之一。这种技术能够在宽温度范围下运行，实现低能耗和高效能量转换，实现这一目标可以极大地提高人类在太空生存的可行性和持久性。而作为月球上最丰富的资源之一，月壤是月球原位资源利用的重要组成部分。与地球上的催化剂相比，月壤或月壤提取成分作为月球上的人工光合成催化剂，无疑可以大大降低航天器的载荷和成本。

邹志刚教授团队及其合作伙伴采用机器学习等方法，对月壤材料结构进行了多次分析，明确嫦娥五号月壤中主要的晶体成分大约有24种，其中作为人工光合成的催化剂有钛铁矿、氧化钛、羟基磷灰石以及多种铁基化合物等8种。同时，月壤表面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性能，研究团队进而采用月壤作为光伏电解水、光催化水分解、光催化二氧化碳还原，以及光热催化二氧化碳加氢等反应的催化材料，评估其性能。研究表明，月壤在光伏电解水和光热催化二氧化碳加氢反应中具有较高的性能和选择性。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可行策略与步骤，即利用月球夜间的极低温度(-173℃)，通过凝结将二氧化碳从人类呼吸空气中直接分离，然后将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，将呼吸废气、月球表面开采的水资源等转化为氧气、氢气、甲烷和甲醇。其中，甲醇是人类有机合成中的主要原料，而甲烷是太空飞行器在地外极其需要的燃料成分。

尽管月壤的催化效率低于地球上可用的催化剂，但采用原位的地外人工光合成技术，可以大幅度减少人类进入外太空的载荷，节约了大量成本。这项工作只需要月球上的太阳能、水和月壤，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。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。(记者 吴 吉通讯员 马明霞)

标签： 月壤含有活性化合物 嫦娥五号月球探测器 中国科技大学熊宇杰教授 邹志刚教授团队

资讯播报

乐活HOT

  • “天府快线”为旅客提供十项权益 让旅客享受优质便捷、高效出行体验
    “天府快线”为旅客提供十项权益

    5月27日，深圳航空、中国国际航空联合成都天府国际机场，在成都天府国际机场投运一周年的契机下，正式发布十权十美，天府随飞为主题的天府

  • 5月全国“戏水纳凉”销量环比上涨65% “消夏纳凉”还有什么新玩法？
    5月全国“戏水纳凉”销量环比上

    去年夏天错过的清凉玩水，今年夏天一定要找补回来。近日，不少人在感慨去年失去的清凉玩水季，更期待今年的清凉玩水季。连日来，郑州的气温

  • 深圳望野博物馆特别推出古代剑器特展 共展出馆藏青铜剑22件
    深圳望野博物馆特别推出古代剑器

    近日，位于龙华文化艺术中心的望野博物馆特别推出《握剑——血气千年》古代剑器特展。本次特展共展出深圳望野博物馆馆藏青铜剑 22 件(套)

  • 深圳欢乐谷与迷你世界达成战略合作 将推出迷你世界深圳欢乐谷亲子节
    深圳欢乐谷与迷你世界达成战略合

    欢乐盛夏，即将开启。5月24日，深圳欢乐谷宣布与头部沙盒游戏IP迷你世界达成战略合作协议，将推出首届迷你世界深圳欢乐谷亲子节，占地3 5万

  • 端午高星酒店预订均价较去年降三成 豪华酒店价格较去年跳水50%以上
    端午高星酒店预订均价较去年降三

    据去哪儿大数据显示，端午假期机票预订量环比上月上涨三成。广深地区、成渝地区、海南等地的机票预订量增长最为明显。五一热门大众化的露营

  • 云台山300亩音乐露营地对公众开放 成为本地周边游客的热门打卡地
    云台山300亩音乐露营地对公众开

    宁静舒适的星空帐篷、充满乐趣的山野烧烤、热闹非凡的潮玩市集、草原奔驰的骏马、呆萌可爱的宠物、可浪漫刺激的载人热气球、欢快放空的音乐

  • 2022端午假期出游趋势预测 郑州南阳洛阳成河南热门目的地
    2022端午假期出游趋势预测 郑州

    5月23日，携程发布《2022端午假期出游趋势预测大数据》。河南人热衷游本地、住宿体验和花式玩法持续创新，成为今年端午旅游市场的主要特点

  • 过多的糖分摄入导致肤质变化 如何护肤才能实现“糖分自由”？
    过多的糖分摄入导致肤质变化 如

    吃过甜点就皮肤泛黄、喝过奶茶就面带细纹?过多的糖分摄入导致肤质变化，如何护肤才能实现糖分自由?近日，记者在某销售平台看到了一款号称能

  • 长期佩戴口罩难免引发一些皮肤问题 该如何远离“口罩脸”呢？
    长期佩戴口罩难免引发一些皮肤问

    防疫碰上夏季炎热，长期佩戴口罩难免引发一些皮肤问题，不少人的脸成了口罩脸：有压痕、长期压痕后的色素沉着、红肿瘙痒、干燥、擦伤或破溃

  • 陕西省华山景区联动四大城跨越云端真情告白 看华山数字文旅新探索
    陕西省华山景区联动四大城跨越云

    未来感十足的零碳星球艺术体验，你，能想象么?一场沉浸式露营数字文旅头脑风暴，你，感兴趣么?四大城市跨越千里梦幻联动，向你发出华山的夏

娱乐LOVE

精彩推送