未来登月有氧气啦!50个小时就能提取出月球土壤中96%的氧气!

京东导航2019-10-10 06:45:05 6

在下面这张图像的左侧是一堆模拟月球土壤或风化层;右侧是相同的一堆,基本上从其中提取了所有氧气,留下了金属合金的混合物,未来月球上的定居者可以使用氧气和金属。从月球表面返回的样本证实,月球风化层由40-45%的氧组成,按重量计算,氧是其最丰富的元素。格拉斯哥大学研究员贝丝·洛马克斯(Beth Lomax)解释说:这种氧气是一种极其宝贵的资源,但它以矿物等氧化物的形式结合在材料中,因此不能立即使用。

Lomax博士研究工作正通过欧空局的网络和合作计划得到支持,利用空间应用的高级学术研究。这项研究提供了一个概念验证,可以提取和利用月球风化层中的所有氧气,留下一种潜在有用的金属副产品。该过程是使用一种名为熔盐电解的方法进行,这是第一个直接粉末到粉末的固体月壤模拟物例子,它可以提取几乎所有的氧。月壤氧气提取的替代方法获得了显著较低的产量,或者需要将月壤熔化在1600°C以上的极端温度下。

该过程包括将粉末状的风化层放置在网衬篮子中,以熔融的氯化钙盐作为电解质,加热至950°C。在此温度下,风化层保持固体。通过电流使氧气从风化层中提取出来,并通过盐迁移到阳极上收集。总共需要50个小时才能提取出96%的氧气,但75%的氧气可以在头15个小时内提取出来。这项研究基于FCC流程(来自其剑桥发明者的首字母缩写)英国一家名为Metalysis的商业金属和合金生产公司扩大了这一流程。Lomax在格拉斯哥大学的博士导师Mark Symes指出:

我们正在与Metalysis和ESA合作,将这一工业过程转化为月球环境,目前的结果非常有希望。欧空局月球战略官员詹姆斯·卡彭特(James Carpenter)评论说:这个过程将让月球定居者获得燃料和生命支持所需的氧气,以及用于原位制造的各种金属合金,可用的确切原料将取决于降落在月球上的什么地方。ESA材料工程师Advenit Makaya说:它也可以用来提取火星上的有用材料,在火星上对原料进行预处理可以得到纯金属和合金产品。

博科园|研究/来自:欧洲航天局ESA

参考期刊《行星与空间科学》

DOI: 10.1016/j.pss.2019.104748

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