1吨月壤有望生产超50千克水
创始人
2024-08-25 03:20:33
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我国研究团队发现，嫦娥五号月壤可以通过高温氧化还原反应方法生产水，1吨月壤有望生产超50千克的水。这有望为未来月球科研站及空间站的建设提供重要设计依据。
水是建设月球科研站及未来月球星际旅行中保障人类生存的关键资源，探寻水资源是月球探测的首要任务之一。此前科学界的研究表明，月壤玻璃、斜长石、橄榄石等多种月壤矿物中含有少量水，含水量仅在0.0001%至0.02%之间，难以在月球原位提取利用。
基于嫦娥五号月壤样品，中国科学院宁波材料技术与工程研究所科研团队联合中国科学院物理研究所等合作单位发现，月壤矿物由于太阳风亿万年的辐照，储存了大量氢。加热至高温后，氢将与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应，生成单质铁和大量水。当温度升高至1000摄氏度以上时，月壤将会熔化，反应生成的水将以水蒸气的方式释放出来。
经过多种实验技术分析，科研团队确认，1吨月壤可以产生51至76千克的水，基本可以满足50人一天的饮水量。
在研究过程中，科研团队发现5种月壤主要矿物中，钛铁矿含氢量最高，大约是斜长石的3.5倍、月壤玻璃的10倍。他们发现，与地球上的钛铁矿相比，月壤钛铁矿原子间距由于氢的存在而显著增大。计算模拟显示，月壤钛铁矿中存在纳米微小孔道，可以吸附并储存大量来自太阳风的氢原子。每个钛铁矿分子可以吸附4个氢原子，是名副其实的月球“蓄水池”。他们还通过电子显微镜下的原位加热实验，进一步证明月壤矿物中固溶的氢是产生水的关键。
科研团队表示，这种通过加热月壤矿物来生产水的方法，不仅为未来月球水资源探测与开发提供了全新方案，设计流程也简便可行、清洁环保，为将来的月球探测提供了良好的科研方案。
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