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科学家找到从月球岩石中提取氧气方法

(2009年08月14日 15:43:14)
来源:新浪科技

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  新浪科技讯 北京时间8月14日消息 据物理学家组织网报道,如果人类成功建成月球基地,那么他们面临的一个最大挑战,将是解决呼吸问题。把氧气运输到月球上花费非常高昂,因此在过去几年间美国宇航局一直在寻找其他供氧方法。其中一个想法是从月球岩石里提取氧气。

  最近来自剑桥大学的原料化学家德里克·弗雷(Derek Fray)和他的同事们已经建成一座反应堆,这种反应堆在生产氧气的电化过程中,把月球岩石作为阴极。该反应堆是根据研究人员2000年发明的一种生产二氧化碳的方法设计的。在这项设计中,科学家在阴极和用碳制成的阳极之间通电,两个电极都被放在熔融氯化钙(一种食盐)电解溶液里。

  电流把氧原子从阴极里转移出来,然后通过电离,氧原子溶解在熔盐里。带负电荷的氧气吸引碳阳极,使阳极受到腐蚀,产生二氧化碳。研究人员为了产生氧气而不是二氧化碳,他们不再用碳,而是改用钛酯钙和钌酸钙混合物制成一个不起化学反应的阳极。由于这种阳极很少被腐蚀,因此氧离子与阳极发生反应时会生成氧气。

  这些研究人员根据美国宇航局研发的月球岩石模拟实验,计算出3座1米高的这种反应堆在月球上每年可生产1吨氧气。每生产1吨氧气,需要3吨月岩。3座反应堆需要大约4.5千瓦的电,这些能量可由建在月球上的太阳能电池板或者小型核反应堆提供。他们还跟欧洲航天局合作,目前正在研发一座可以遥控操作的更大规模的反应堆。

  据最近发表的一份报告,其他研究人员也正在研究提取氧气的方法。例如麻省理工学院的唐纳德·萨多韦(Donald Sadoway)目前正在研究一种被称作熔融电解法(molten salt electrolysis)的高温技术。在这个过程中,被融化的月球岩石将作为电解液。萨多韦的反应堆将利用月球表面的碎石,即风化层进行建设。

  美国宇航局和欧洲航天局都非常支持这种研究。2008年美国宇航局决定,如果哪个科研组能在8小时内从模拟月球岩石里提取出5公斤氧气,该局将把原定25万美元的奖金增加到100万美元。到目前为止这项大奖仍无人问鼎。(孝文)



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