探月新發現！月（yuè）壤可催（cuī）化（huà）生產（chǎn）氧氣（qì），旅居月球或有望？

嫦娥五號帶回來的月（yuè）球“土特產”又有新發現。近日，南京大學鄒誌剛院士、姚穎方教授團隊（duì）與多所高校、科研院所合作，通過研（yán）究0.2克月壤樣本（běn），發現其中一些成分可作為催化劑，在太陽光（guāng）作用下，將水和二氧化（huà）碳轉化為氧氣和燃料。

基於這一（yī）發現，研究人員提出，未來可以利用（yòng）月球自身資源建設月球基地，支持深空探測、研究（jiū）和旅行。

這項研（yán）究由南京大學、中國空間技術研究院、香港中文大學（深圳）、中國科學技術大學合作完成。相關成果發表在國際學術期刊《焦耳》上。

存（cún）放於南京大學月球樣品實驗室的嫦娥五號月壤樣（yàng）本

據論文第一（yī）作者、南京大學教授姚穎方介紹，2021年以（yǐ）來，作為中國空間技術研究院聯合（hé）研（yán）究團隊成員，南京大學團隊（duì）對1克月壤開展了研究。此次研究人員采用機（jī）器學習等研究方法，詳細分析了其中0.2克樣（yàng）本的結構組成。

在南京大學月球樣品實驗室，記（jì）者見到了存放月壤（rǎng）樣本（běn）的“手套（tào）箱”。這（zhè）台機器（qì）的內部環境與外界（jiè）隔絕，研究人員需要將（jiāng）雙手（shǒu）伸入手套筒內方能操作。姚穎方告訴記（jì）者，“手套箱”通過不斷向內部注入氮（dàn）氣，將氧氣（qì）和水分的（de）含量控（kòng）製在極低水平，並（bìng）保證內部氣壓高於外部，以防（fáng）止月（yuè）壤樣本受到汙（wū）染。

南京大（dà）學月球（qiú）樣品實驗（yàn）室的“手套箱”，用於保存嫦娥五號（hào）月壤（rǎng）樣本

“在本研究中，我們從材料學角度，對月壤進行（háng）詳細（xì）的礦物分析，發現了（le）24種（zhǒng）主要礦（kuàng）物。”姚穎方表示，“嫦（cháng）娥五號月壤樣本主要來自月球表麵的玄武岩，富含鐵、鈦等元素，而這些是人工（gōng）光合成中常用的催化劑成分。”

研究（jiū）人員將月壤用作（zuò）催化劑，參（cān）與光伏電解水、光催化水分解、光（guāng）催化二氧化碳還原、光熱催化二氧化碳加氫等4項反應。結果顯示，在光（guāng）伏電解水和光熱（rè）催化（huà）二氧化碳加氫反（fǎn）應中，月壤樣本表現出優於地（dì）球玄武岩的催化性能。

存放在南京大學月球（qiú）樣品實驗室（shì）的嫦娥五（wǔ）號月壤樣本

“這些反應以水和二氧化碳為原料，在模擬太陽光的照射下，生成氧氣、氫氣、甲烷和（hé）甲醇。”姚穎方介紹，“其中，氧氣（qì）是（shì）人類賴以生存的（de）資源（yuán），氫氣和甲烷是火（huǒ）箭推進劑的重（chóng）要組成部分，甲醇則是重要的化（huà）工（gōng）原料。”

“或許我們以後能夠在月（yuè）球建設一（yī）座小型化工（gōng）廠。”姚穎方告訴記（jì）者，此次研究旨在考察月壤能否被資源化利用。“如果我們能夠在月球上就地取材，將月球（qiú）自身資源以（yǐ）及人體代謝廢物轉化為資源和能源，就可以減小載（zǎi）人航天（tiān）的成本。”

姚穎方介紹，每一份月壤都是無價（jià）之寶，正（zhèng）式實驗前，研究人員會使用地球表麵的玄武岩碎屑等物質做模擬實驗。

“但是與地球樣本相比，嫦娥（é）五號月壤（rǎng）樣本的催化性能高（gāo）出一個數量級，而（ér）且表現出（chū）更好的選擇性。”姚穎方表示，所謂“選擇（zé）性”是指催化反應產物的專一性。“月壤的催化（huà）產物（wù）隻有甲烷和甲醇兩種物質。用地球上的（de）玄（xuán）武岩屑（xiè）做實驗，催化產物也（yě）有少量甲（jiǎ）烷和甲醇，但絕大部分是一氧化碳。雖然一氧化碳也可燃，但因為它的毒性，我們還是不希望在航空航天活（huó）動中見到（dào）它。”

為什麽（me）月球表麵和地球表麵的玄武岩屑不一（yī）樣？研究人員推測，太陽風數以幾十億年計的“吹拂”發（fā）揮（huī）了作用，尤（yóu）其是太陽風（fēng）帶有的氫、氦等元素“改（gǎi）造”了月壤。“對此我們正在進一步研究。”姚穎方說。