国际学术期刊《焦耳》的一篇最新论文引发学界广泛关注。研究团队在详细分析嫦娥五号取回的月壤(以下简称嫦娥五号月壤)的元素和矿物结构后,发现月壤的一些活性化合物具有良好的催化性能。
“月壤是月球上最丰富的资源之一,月壤或月壤提取成分如果能作为月球上的人工光合成催化剂,可大大降低航天器的载荷和成本。”论文共同第一作者、南京大学教授姚颖方如此展望。
“嫦娥五号月壤来自月球表面非常年轻的玄武岩,这种矿物中富含铁、钛等人工光合成中常用的催化剂成分。通过对月壤结构进行分析,发现其中钛铁矿等8种晶体矿物可在人工光合成中发挥较好的催化性能。”姚颖方说。
月壤实际的催化性能如何?研究团队将月壤作为光伏电解水、光催化水分解、光催化二氧化碳还原、光热催化二氧化碳加氢等反应的催化材料,发现其在光伏电解水和光热催化二氧化碳加氢反应中,具有较高的性能和选择性。
“在这些试验中,我们施加了模拟太阳光,用水、二氧化碳做原料,将月壤与模拟的美国阿波罗计划取回的月壤和地球表面的玄武岩进行对比,发现三者在光伏电解水反应中,嫦娥五号月壤产生氧气和氢气的效率最高。”姚颖方欣喜地表示,氧气可为人类提供生命支持,甲烷是火箭推进剂的有效成分,而甲醇是有机化学品原料。且月壤表面具有丰富的微孔和囊泡结构,可提高月壤的催化性能。