月球带回的“土特产”,南大有了新发现……
嫦娥五号探测器
带回来的“无价之宝”
落户我校的1克月球土壤
有了研究新发现!
有望借助月壤生产氧气和燃料
南京大学邹志刚院士、姚颖方教授团队与中国空间技术研究院、香港中文大学(深圳)、中国科学技术大学合作,发现嫦娥五号带回的月壤样本中,一些成分可作为催化剂,在太阳光作用下,将水和二氧化碳转化为氧气、氢气、甲烷和甲醇。团队详细分析嫦娥五号月壤的元素组成和矿物结构,从光伏电解、光催化和光热催化三个方面对嫦娥五号月壤的人工光合成性能进行了评估,并基于月壤人工光合成性能提出了可行的月球地外人工光合成策略,为实现“零能耗”的月球生命保障系统奠定了物质基础。
基于这一发现
研究人员提出
未来或可利用月球自身资源
建设月球基地
支持深空探测、研究和旅行
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CO2还原、以及光热催化CO2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CO2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°C),通过凝结将二氧化碳从人类呼吸空气中直接分离。然后嫦娥五号月壤作为水分解的电催化剂和CO2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O2、H2、CH4和CH3OH。这项工作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,并且只需要月球上的太阳能、水和月壤。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。
月壤研究知多少
2020年12月17日
嫦娥五号探测器从月球
带回21世纪的第一批月壤
初步测量后显示这批月球样品约1731克
首次实现了我国地外天体采样返回
2021年7月12日
月球样品科学研究工作正式启动
近两公斤的月球样品中
共17.4764克被发放给13所科研机构
其中的1g月壤
“落户”南京大学。
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”无价之土“来咯!南京大学月壤研究正式启动
在月球上长期生存是载人深空探测漫长旅途的第一个里程碑。最大限度地利用月球原位资源与能源,可以帮助我们在月球上建立一个兼具生命支撑和支持航天器发射的中继站。与现有的地外生存技术相比,地外人工光合成技术有望利用月球的资源与环境生产氧气、燃料和生存用品。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。此外,地外人工光合成技术主要利用人类呼吸的CO2和月球上原位开采的水资源产生氧气和碳氢化合物。实现这一目标可以极大地提高人类生存的可行性和持久性,同时具有很高的经济效益。
作为月球上最丰富的资源之一,采用月壤作为地外人工光合成催化材料,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,可以大大降低航天器的载荷和成本。嫦娥五号月球样品为实现地外人工光合成提供了一个很好的机会。
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来源:科学技术处、现代工学院、南京大学新闻网、新华社、央视新闻客户端、中国青年报、荔枝网
编辑:张小松 李佳轩
封面:冯茗铭
责编:佘静