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pacedaily网站2017年10月30日报道,一名航空航天工程师建造了一个可以从月球风化层中制备水和氧气的装置,动力源自太阳能。
该工程师名叫邓克(Denk),在Plataforma Solar de
Almeria(CIEMAT)工作超过十年,设计和建造了一个可为6~8名宇航员提供足够氧气和水的装置,动力来自于一个太阳能反应器。2017年,该装置完成了6个月的测试运行。
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“阿波罗”任务之后,科学家们有很多关于如何在月球上制造氧气的想法,因为你从地球带去的每一种资源都要花费金钱。对于每公斤的有效载荷,你需要几百公斤的燃料。邓克简单的太阳能反应器能够从月球土壤中化学分解出水,然后再把水电解成氧气和氢气。
该太阳能反应器是一个流化床,流化床可以使粒子和气体能够充分接触和混合,进行均匀温度和有效的化学反应。由于月球上没有大气冲刷月壤,月壤颗粒都是奇怪的形状与锋利的边缘。因此,月壤颗粒需要预处理成为平滑的粒子,对它们进行“圆形”预处理,然后筛分正确大小的颗粒,这对流化床反应器的安全运行至关重要。
邓克的制备过程采用钛铁矿,一种在月球黑暗区域发现的铁矿石。如何从月壤中分解水和氧气:制备氧气和水的化学反应,最初需要从地球上带去的氢气作为输入。氢气只在最初的几个小时使用,然后用电解槽回收。邓克解释说。”即使从地球带来氢气而从月球上制备火箭燃料所需的氧气,也可以节省将近90%的重量。氢是最轻的元素。氧气要重得多。”
制备分2步过程:(1)主要成分是铁钛氧化物-钛铁矿(FeTiO3)。为了除去氧气,加氢使它变成水。水从第一步出来,FeTiO3 H2 太阳能热- Fe TiO2 H2O;(2)第二步是在电解槽中使用来自反应器产生的水,水分解产生氢气和氧气。H2O 电能?H2 0.5O2。氧气是产物,氢气又回到反应过程中。
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作者:中国航天系统科学与工程研究院