月球土壤驚現「太空魔法」！科學家成功將二氧化碳變氧氣與燃料

一項突破性的太陽能技術讓月球長期生存不再是夢！科學家最新研究發現，可直接從月球土壤中提取水分，並將太空人撥出的二氧化碳轉化為可呼吸的氧氣與燃料成分。這項刊登於7月16日《焦耳》期刊的研究，將大幅減少太空任務需從地球攜帶大量水與燃料的需求。

「我們從未想過月球土壤竟有如此『神奇』的特性。」香港中文大學（深圳）的王璐教授驚嘆道。研究團隊最驚訝的是這個整合技術的實際成效—將月球水提取與光熱二氧化碳催化一步完成，不僅提升能源利用效率，更可降低基礎設施建設的成本與複雜度。

多年來，各國太空機構都將月球視為深空探索的中繼站，但最大障礙始終是如何供應足夠的生存物資，尤其是水。研究顯示，將1加侖（約3.8公升）水送入太空的成本高達8.3萬美元（約250萬新臺幣）。考慮到每位太空人每天約需4加侖水，後勤補給很快就變得既昂貴又不切實際。

嫦娥五號任務帶回的月壤樣本證實月球表面存在水分，研究團隊認為未來太空人可善用這些天然資源，避免從地球運輸的龐大成本。不過先前開發的月球水提取技術需要多個耗能步驟，且無法分解二氧化碳以製造燃料和其他必需品。

為突破限制，王璐團隊開發出一項創新技術，能同時完成水提取與二氧化碳轉化。該技術透過新型光熱策略，將太陽光轉化為熱能，把太空人撥出的二氧化碳轉變為一氧化碳和氫氣，進而製造燃料與氧氣。

實驗中，團隊使用嫦娥任務採集的真實月壤、模擬樣本，以及裝有二氧化碳氣體的反應器，搭配聚光系統驅動光熱過程。研究特別選用月壤中儲水量豐富的鈦鐵礦作為催化材料，分析其光熱活性與反應機制。

儘管實驗室成果令人振奮，作者們指出極端月球環境仍存在諸多挑戰：劇烈溫差、強烈輻射、低重力等。此外，自然狀態下的月壤成分不均，性質不一致，而太空人撥出的二氧化碳量可能不足支撐全部水、燃料與氧氣需求。王璐坦言：「現有催化效能仍無法完全支援地球以外環境的人類生存。」

研究團隊強調，克服這些技術障礙與相關研發、部署及運作的高額成本，將是實現月球水資源永續利用與太空探索的關鍵。這項研究獲得多項中國國家級與地方科研計畫經費支援。

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