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【研究人员发现月壤催化性能良好，或可在月球上制备氧气和燃料】

近日，中国科学家通过分析嫦娥五号取回的月壤，‌提出了一套利用月壤进行地外人工光合成的策略，‌有助于未来月球探测、居住和旅行。

南京大学邹志刚院士、姚颖方教授团队与香港中文大学（深圳）、中国科学技术大学合作，‌详细分析了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评估，‌并基于月壤人工光合成性能提出了可行的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。相关成果发表在《焦耳》（影响因子41.248）期刊。

针对月球环境，‌团队提出了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氧气、氢气、甲烷和甲醇。其中，‌氧气可为人类提供生命支持，‌甲烷为火箭推进剂的有效成分，‌甲醇则是有机化学品原料。

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。该技术能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二氧化碳(CO2)和月球上原位开采的水资源，‌共同产生氧气和碳氢化合物。

姚颖方表示，利用地外人工光合成技术，也许只需要月球上的太阳能、水和月壤，便能产生氧气和碳氢化合物，该技术有望借助于月球表面的温度环境，实现低能耗和高效能量转换。这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。虽然月球土壤的催化效率低于地球上可用的催化剂，但姚颖方表示，研究团队还将对月壤中的有效催化成分进行分离、提炼，力求得到更好的催化效果。

‌采用月壤作为地外人工光合成催化材料，可以极大降低航天器的载荷和成本，姚颖方认为，“就像1600年代的‘航海时代’，数百艘船只出海，我们将进入‘太空时代’”，“但如果我们想对地外世界进行大规模探索，我们需要想办法减少有效载荷，这意味着尽可能少地依赖地球的补给，转而使用地外资源。”(科技日报)(澎湃新闻)(SciNews)