我國研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，嫦娥五號(hào)月壤可以通過高溫氧化還原反應(yīng)方法生產(chǎn)水，這有望為未來月球科研站及空間站的建設(shè)提供重要設(shè)計(jì)依據(jù)。該成果相關(guān)論文于8月22日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《創(chuàng)新》。
據(jù)了解，該成果由中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所非晶合金磁電功能特性研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)院物理研究所、中國空間技術(shù)研究院錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、松山湖材料實(shí)驗(yàn)室、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和南京大學(xué)等高校及科研機(jī)構(gòu)的團(tuán)隊(duì)共同完成。
據(jù)介紹，水是建設(shè)月球科研站及未來開展月球星際旅行，保障人類生存的關(guān)鍵資源。嫦娥五號(hào)月壤中，月壤玻璃、斜長石、橄欖石和輝石等多種月壤礦物中含有少量水，但這些礦物中的含水量極其稀少，難以在月球原位提取利用。
研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過3年的深入研究和反復(fù)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，月壤礦物由于太陽風(fēng)億萬年的輻照，儲(chǔ)存了大量氫。在加熱至高溫后，氫將與礦物中的鐵氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成單質(zhì)鐵和大量水。當(dāng)溫度升高至1000℃以上時(shí)，月壤將會(huì)熔化，反應(yīng)生成的水將以水蒸氣的方式釋放出來。
圖為月球水資源原位開采與利用策略。（中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所制圖）
經(jīng)多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)分析，研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)，1噸月壤將可以產(chǎn)生約51-76千克水，基本可以滿足50人一天的飲水量。
基于上述研究成果，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出一種“熔融月壤—水蒸氣冷凝成水收集儲(chǔ)存—電分解水產(chǎn)生氧氣和氫氣—留存的鐵和月壤用作永磁和軟磁材料、電子材料、建筑材料等”的月球水資源原位開采與利用策略。研究人員表示，該策略將為未來月球科研站以及空間站建設(shè)提供重要的設(shè)計(jì)依據(jù)，并有望在后續(xù)的嫦娥探月任務(wù)中發(fā)射驗(yàn)證性設(shè)備以完成進(jìn)一步確認(rèn)。
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