中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熊宇杰教授/江俊教授/龍冉教授等作為中國空間技術(shù)研究院的協(xié)作團(tuán)隊(duì)，與南京大學(xué)鄒志剛院士/姚穎方教授團(tuán)隊(duì)緊密協(xié)作，利用“嫦娥五號”取回的月壤樣品證明，月壤可以作為電催化劑，以二氧化碳（CO2）和水為原料合成燃料（甲烷）和氧氣。研究人員還展示了利用機(jī)器人全自動(dòng)完成這一過程的場景。

      在未來的深空探索中，這一技術(shù)有望幫助人們在地外定居點(diǎn)可持續(xù)性地合成燃料與氧氣。這項(xiàng)研究由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、南京大學(xué)、中國空間技術(shù)研究院合作完成，相關(guān)成果發(fā)表于《國家科學(xué)評論》（National Science Review, NSR）。

電催化CO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的全過程無人操作

      此次“嫦娥五號”取回的月壤的主要成分為輝石、斜長石、橄欖石和鈦鐵礦。在本研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)輝石是月壤作為電催化劑的主要活性成分，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)輝石中的硅酸鎂具有優(yōu)異的電催化二氧化碳轉(zhuǎn)化活性。進(jìn)一步，在硅酸鎂上負(fù)載銅，即可實(shí)現(xiàn)高效的甲烷（生產(chǎn)速率為0.8 mL/min）和氧氣（生產(chǎn)速率為2.3 mL/min）生產(chǎn)。該性能可以與地球上現(xiàn)有的電催化劑性能相媲美，展現(xiàn)出了月壤資源化利用的巨大潛力。

月壤樣品的光學(xué)圖像和銅負(fù)載月壤樣品的電子顯微圖像。

      在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)將電催化CO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)盡可能地簡化，以滿足機(jī)器人系統(tǒng)的操作需求，*終實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)中催化劑制備、電解槽組裝與電催化反應(yīng)的全過程無人操作。

電催化CO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中月壤基催化劑制備到燃料和氧氣生產(chǎn)的全過程無人操作。

      這項(xiàng)研究是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、南京大學(xué)以及中國空間技術(shù)研究院聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在化學(xué)、材料、機(jī)器人等領(lǐng)域的跨學(xué)科研究成果，有望為未來人類的太空探索提供更多可能。該項(xiàng)目得到了由中國空間技術(shù)研究院牽頭的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)汪衛(wèi)華院士和姚偉研究員、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)楊金龍?jiān)菏亢土_毅教授的大力支持，得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委的資助。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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