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在地球上，通過光伏和電催化相結合，並以二氧化碳（CO2）和水為原料，科研人員已經成功實現人工合成碳氫燃料和氧氣。因此該技術被認為是實現地外燃料和氧氣供應的潛在方案之一。近年來隨着月球探測的快速進步，研究人員發現月球表面具有可觀的二氧化碳和水儲量，進一步證實了該設想的可行性。然而，目前缺乏有效的催化劑、複雜的催化劑合成工藝等因素使得電催化CO2轉化似乎只能在地外空間以實驗室規模進行，所得燃料和氧氣產率太低，遠遠無法滿足人類的需求。
近日，中國科學技術大學熊宇傑教授/龍冉教授等與南京大學鄒志剛院士/姚穎方教授團隊緊密協作，發現「嫦娥五號」取回的月壤可以進行原位資源化利用（ISRU），作為電催化劑驅動地外燃料和氧氣的生產。他們與江俊教授、羅毅教授和楊金龍院士合作，進一步展示了利用機器人實現從催化劑製備到地外燃料和氧氣生產的全過程無人化操作。這種高效的地外燃料和氧氣生產系統有望推動人類文明向地外定居點發展。
要點2.本文還鑑於地外空間有限的勞動力資源，開發全自動的電催化CO2轉化系統尤為關鍵。受限於較為複雜的工藝流程，CO2轉化系統的無人操作被認為是實現該技術在地外應用的瓶頸之一。因此，該研究團隊將電催化CO2轉化系統儘可能地簡化，以滿足機器人系統的操作需求，實現了該系統中催化劑製備、電解槽組裝與電催化反應的全自動無人操作。
Yuan Zhong, Jingxiang Low, Qing Zhu. et al. In situresource utilization of lunar soil for highly efficient extraterrestrial fuel and oxygen supply. (2022).
DOI：10.1093/nsr/nwac200/6712344
https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwac200/6712344
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