来自南京大学的中国科学家在Joule杂志上报告说，月球上的土壤含有活性化合物，可以将二氧化碳转化为氧气和燃料。科学家们希望设计一个利用月球土壤和太阳辐射这两种月球上最丰富资源的系统，而在分析了嫦娥5号带回的月球土壤后，研究团队发现样品中含有一些化合物（包括富含铁和钛的物质）。
    基于这一观察，该团队提出了一个“地外光合作用” 策略：利用月球土壤将从月球和航天员呼吸废气中提取的水电解成由阳光驱动的氧气和氢气。月球居民呼出的二氧化碳也被收集起来，并在月球土壤催化的氢化过程中与氢结合。该过程产生的甲烷等碳氢化合物可作为燃料使用。

嫦娥五号飞船带回的月球土壤样本。
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    研究人员说，该策略不使用外部能源，只使用阳光来生产各种理想的产品，如水、氧气和燃料，可以支持月球基地上的生命。该团队正在寻找机会（比如中国未来的载人探月任务）在太空中测试该系统。这种策略就地利用环境资源来减少火箭的有效载荷，为可持续的、可负担的地外生活环境提供了一个方案。虽然目前月球土壤的催化效率低于地球上现有的催化剂，但研究团队正在测试不同的方法来改进设计，例如将月球土壤变成纳米结构的高熵材料——这是一种更好的催化剂。
    此前，科学家们已经提出了许多地外生存的策略，但大多数设计都需要来自地球的能源。例如，毅力号火星探测器携带了一台可以利用火星大气中的二氧化碳制造氧气的仪器，但它是由机载核电池驱动的。也许在不久的将来，我们将看到载人航天工业的快速发展——数百艘载人飞船驶向宇宙，人类进入“太空时代”。

来源 / https://phys.org/news/2022-05-lunar-soil-potential-oxygen-fuel.html 中国国家天文