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科學家找到從月球巖石中提取氧氣方法

知識百科月球

核心提示：據物理學家組織網報道，如果人類成功建成月球基地 ， 那么他們面臨的一個最大挑戰，將是解決呼吸問題 。把氧氣運輸到月球上花費非常高昂，因此在過去幾年間美國宇航局一直在尋找其他供氧方法 。其中一個想法是從月球巖石里提取氧氣 。據物理學家組織網報道，如果人類成功建成月球基地，那么他們面臨的一個最大挑戰，將是解決呼吸問題 。把氧氣運輸到月球上花費非常高昂 ， 因此在過去幾年間美國宇航局一直在尋找其他供氧方法 。其中一個想法是從月球巖石里提取氧氣 。最近來自劍橋大學的原料化學家德里克?弗雷(Derek Fray)和他的同事們已經建成一座反應堆，這種反應堆在生產氧氣的電化過程中，把月球巖石作為陰極 。該反應堆是根據研究人員2000年發明的一種生產二氧化碳的方法設計的 。在這項設計中 ， 科學家在陰極和用碳制成的陽極之間通電，兩個電極都被放在熔融氯化鈣(一種食鹽)電解溶液里 。電流把氧原子從陰極里轉移出來 ， 然后通過電離 ， 氧原子溶解在熔鹽里 。帶負電荷的氧氣吸引碳陽極，使陽極受到腐蝕，產生二氧化碳 。研究人員為了產生氧氣而不是二氧化碳，他們不再用碳 ， 而是改用鈦酯鈣和釕酸鈣混合物制成一個不起化學反應的陽極 。由于這種陽極很少被腐蝕，因此氧離子與陽極發生反應時會生成氧氣 。這些研究人員根據美國宇航局研發的月球巖石模擬實驗，計算出3座1米高的這種反應堆在月球上每年可生產1噸氧氣 。每生產1噸氧氣 ， 需要3噸月巖 。3座反應堆需要大約4.5千瓦的電，這些能量可由建在月球上的太陽能電池板或者小型核反應堆提供 。他們還跟歐洲航天局合作，目前正在研發一座可以遙控操作的更大規模的反應堆 。據最近發表的一份報告，其他研究人員也正在研究提取氧氣的方法 。例如麻省理工學院的唐納德?薩多韋(Donald Sadoway)目前正在研究一種被稱作熔融電解法(molten salt electrolysis)的高溫技術 。在這個過程中 ， 被融化的月球巖石將作為電解液 。薩多韋的反應堆將利用月球表面的碎石，即風化層進行建設 。美國宇航局和歐洲航天局都非常支持這種研究 。2008年美國宇航局決定，如果哪個科研組能在8小時內從模擬月球巖石里提取出5公斤氧氣 ， 該局將把原定25萬美元的獎金增加到100萬美元 。到目前為止這項大獎仍無人問鼎 。