國際學術期刊《焦耳》的一篇最新論文引發學界廣泛關注。研究團隊在詳細分析嫦娥五號取回的月壤(以下簡稱嫦娥五號月壤)的de元yuan素su和he礦kuang物wu結jie構gou後hou，發fa現xian月yue壤rang的de一yi些xie活huo性xing化hua合he物wu具ju有you良liang好hao的de催cui化hua性xing能neng。他ta們men以yi其qi為wei催cui化hua劑ji，利li用yong人ren工gong光guang合he成cheng技ji術shu，借jie助zhu模mo擬ni太tai陽yang光guang，將jiang水shui和he二er氧yang化hua碳tan轉zhuan化hua為wei氧yang氣qi、氫氣、甲烷

、甲醇。

　　“月(yue)壤(rang)是(shi)月(yue)球(qiu)上(shang)最(zui)豐(feng)富(fu)的(de)資(zi)源(yuan)之(zhi)一(yi)
，月(yue)壤(rang)或(huo)月(yue)壤(rang)提(ti)取(qu)成(cheng)分(fen)如(ru)果(guo)能(neng)作(zuo)為(wei)月(yue)球(qiu)上(shang)的(de)人(ren)工(gong)光(guang)合(he)成(cheng)催(cui)化(hua)劑(ji)，可(ke)大(da)大(da)降(jiang)低(di)航(hang)天(tian)器(qi)的(de)載(zai)荷(he)和(he)成(cheng)本(ben)。將(jiang)來(lai)也(ye)許(xu)在(zai)月(yue)球(qiu)上(shang)可(ke)以(yi)就(jiu)地(di)取(qu)材(cai)，為(wei)宇(yu)航(hang)員(yuan)提(ti)供(gong)生(sheng)命(ming)支(zhi)持(chi)，並(bing)製(zhi)備(bei)燃(ran)料(liao)。”5月7日，在接受科技日報記者專訪時，論文共同第一作者、南京大學教授姚穎方如此展望。

　　月壤的元素構成和微納結構，使其具有良好的催化性能

　　2021年，南京大學作為中國空間技術研究院牽頭的聯合團隊組成單位之一，獲得第一次發放的月球樣品1克。此次刊發成果的科研團隊利用其中的0.2克進行研究，發現了月壤的一些特質。

　　“嫦娥五號月壤來自月球表麵非常年輕的玄武岩，這種礦物中富含鐵、鈦等人工光合成中常用的催化劑成分。團隊采用機器學習等方法
，對月壤結構進行了多次分析，發現其中鈦鐵礦、氧化鈦等8種晶體礦物可以在人工光合成中發揮較好的催化性能。”姚穎方說。

　　月壤實際的催化性能如何?研究團隊將月壤作為光伏電解水、光催化水分解、光催化二氧化碳還原、光熱催化二氧化碳加氫等反應的催化材料
，發現其在光伏電解水和光熱催化二氧化碳加氫反應中，具有較高的性能和選擇性。

　　“在這些試驗中，我們施加了模擬太陽光
，用水
、二er氧yang化hua碳tan做zuo原yuan料liao，將jiang月yue壤rang與yu模mo擬ni的de美mei國guo阿e波bo羅luo計ji劃hua取qu回hui的de月yue壤rang和he地di球qiu表biao麵mian的de玄xuan武wu岩yan進jin行xing對dui比bi，發fa現xian三san者zhe在zai光guang伏fu電dian解jie水shui反fan應ying中zhong，嫦chang娥e五wu號hao月yue壤rang產chan生sheng氧yang氣qi和he氫qing氣qi的de效xiao率lv最zui高gao。而er在zai光guang熱re催cui化hua二er氧yang化hua碳tan加jia氫qing反fan應ying中zhong，嫦chang娥e五wu號hao月yue壤rang產chan生sheng的de甲jia烷wan
、甲醇的效率也比其他材料要高。”姚穎方欣喜地表示，氧氣可為人類提供生命支持，甲烷是火箭推進劑的有效成分，而甲醇是有機化學品原料。

　　研究還發現
，月壤表麵具有豐富的微孔和囊泡結構，“這種微納結構進一步提高了月壤的催化性能。”姚穎方說。

　　將爭取在未來航天計劃中搭載試驗

　　基於以上分析，研究團隊針對月球環境，提出利用月壤實現地外人工光合成的策略與步驟。“利用月球夜間約-173℃dejidiwendu，jiangeryanghuatancongrenleihuxidekongqizhongningjiefenli。ranhouliyongtaiyangguang
，jiangchangewuhaoyuerangzuoweishuifenjiedediancuihuajiheeryanghuatanjiaqingdeguangrecuihuaji
，barenleihuchudefeiqi
、月球表麵開采的水資源等轉化為氧氣
、氫氣、甲烷和甲醇。”姚穎方表示，利用地外人工光合成技術，也許隻需要月球上的太陽能、水(shui)和(he)月(yue)壤(rang)，便(bian)能(neng)產(chan)生(sheng)氧(yang)氣(qi)和(he)碳(tan)氫(qing)化(hua)合(he)物(wu)
，該(gai)技(ji)術(shu)有(you)望(wang)借(jie)助(zhu)於(yu)月(yue)球(qiu)表(biao)麵(mian)的(de)溫(wen)度(du)環(huan)境(jing)，實(shi)現(xian)低(di)能(neng)耗(hao)和(he)高(gao)效(xiao)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)。這(zhe)為(wei)建(jian)立(li)適(shi)應(ying)月(yue)球(qiu)極(ji)端(duan)環(huan)境(jing)的(de)原(yuan)位(wei)資(zi)源(yuan)利(li)用(yong)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)了(le)潛(qian)在(zai)方(fang)案(an)。

　　雖然月球土壤的催化效率低於地球上可用的催化劑，但姚穎方表示，研究團隊還將對月壤中的有效催化成分進行分離
、提煉，力求得到更好的催化效果。

　　不bu過guo，地di外wai人ren工gong光guang合he成cheng技ji術shu究jiu竟jing能neng否fou在zai真zhen實shi的de月yue球qiu環huan境jing中zhong實shi現xian，還hai需xu進jin一yi步bu驗yan證zheng。姚yao穎ying方fang介jie紹shao，目mu前qian

，他ta們men正zheng在zai聯lian合he中zhong國guo空kong間jian技ji術shu研yan究jiu院yuan的de科ke研yan人ren員yuan，爭zheng取qu實shi現xian地di外wai人ren工gong光guang合he成cheng技ji術shu在zai未wei來lai航hang天tian計ji劃hua中zhong搭da載zai試shi驗yan，進jin行xing真zhen實shi環huan境jing驗yan證zheng。