厲害了！我國在空間站將二（èr）氧化碳轉化為氧氣

近日，在中國空間站夢天實驗艙航天基礎試驗機櫃其（qí）中（zhōng）一個“太（tài）空抽屜”裏，開（kāi）展了（le）地外人工光合作（zuò）用技術試驗，成（chéng）功實現了高效二氧化碳轉換（huàn）和氧氣再生新技術的國際首次（cì）在（zài）軌（guǐ）驗證，有望為我國未來載人深空（kōng）探測重大任務奠定技術（shù）基礎。

什麽（me）是地外人工光合（hé）作（zuò）用？

科學家發現半導（dǎo）體催化（huà）劑在光（guāng）照射下可實現水的分（fèn）解和二（èr）氧化碳轉換，並將（jiāng）其稱為“人工光（guāng）合作用（yòng）”。“人（rén）工光合作用”與（yǔ）綠色植物的光合作用有相似之處：

第一，都是將太陽能轉換成為化學能；

第二，反應原料都是水和二氧化碳，產物是氧氣和含碳化合物（wù）。

2015年，我（wǒ）國科研人員提出在地外開展原位資源利用的“地外人工光（guāng）合作用”概念並開展研究。“地外人工光合作用”是在（zài）地外通過物理化學方法利用太陽能將二（èr）氧化碳和水原位轉化成氧氣和含碳化（huà）合物，是一種基於原位資源利用的高效二氧（yǎng）化碳轉換和氧氣再生新技術。

地外人工光合作用

地外人工光（guāng）合作用技術有什麽優點？

相比於常用的高溫（wēn）、高壓二氧化碳還原技術，地外人（rén）工光合作用可以在常溫（室溫~298K）、常壓（一個大氣壓~101kPa）條件下實現二（èr）氧化（huà）碳（tàn）還原和產氧；還（hái）能夠實現太陽能→化學能、太陽能→電能→化學能、太（tài）陽能→熱能（néng）→化學能等多（duō）種能量轉換方式（shì），有效提高能量的利（lì）用效率。

另外，通過（guò）改（gǎi）變反應的催化劑，可以定製化地獲得地外人工光合作用的不同二氧化碳還原產（chǎn）物，包（bāo）括可作為（wéi）推進劑（jì）的甲烷或乙烯、可作為合成糖類的重要原（yuán）料（liào）甲酸等，對未來地外長期生存和原位（wèi）資源（yuán）利（lì）用（yòng）有重要價值和意義。

在軌試驗裝置有哪些特點？

地外人（rén）工光合作用技術試驗裝置雖然隻是航天基礎試驗機櫃其中一個“太空抽（chōu）屜”，但是功（gōng）能卻很強大。它不僅能夠在（zài）軌通（tōng）過（guò）“人工光合作用”製備氧（yǎng）氣和含碳燃料，還能夠實現對反應（yīng）過程（chéng）的監（jiān）測和產物的在線分析（xī），並獲得大量微重力（lì）環境（jìng）下氣、液、固多相物理化學過程試驗數據，為科學研究和技術發展提供重要基礎。

另外（wài），這個“太（tài）空抽屜”還具備在軌（guǐ）“升級”能力，通過在軌更換模塊（kuài）操作，可驗證不同種類的反應，實現技術快速迭代。

地外（wài）人（rén）工光合作用技術試驗裝置在軌（guǐ）更換模塊

在軌試驗取得了哪些結（jié）果？

目前，地外人工光合作用技術試驗裝置已經完成了第一、二階段共12次在軌試驗，國際上首次實現（xiàn）了基於地外人工光（guāng）合作用技術的（de）二氧化碳轉換和氧氣再生，獲得了氧氣和（hé）二氧化碳（tàn）還原產物（wù）乙烯。

本階段（duàn）試驗成功驗（yàn）證了常溫二氧化碳催化轉化，微重力下固、液、氣多相反應界麵上氣體輸運與分離（lí），空間高精度氣體和液（yè）體流量控（kòng）製，以及氧氣和二氧化碳還原產物高靈敏度在線檢測等關鍵技術，獲得了大量微重力下的多相物理化學反應過程試驗數據，為發展地外原位資源利用新技術提供了重要基礎。

未來有望進一步支撐人類地外生（shēng）存和深空探測

未（wèi）來，如果人（rén）類的腳步再次踏入月球，甚至到達更遙遠的火星（xīng）和小行星，如何實現“擺脫地球資源（yuán）供（gòng）給”是人類長期地外生存的主要挑戰之一（yī）。

“我們有可（kě）能在另一個星球上長期居住嗎（ma）？”已成為全球最前（qián）沿的125個（gè）科學問題之一。利用星壤資源（yuán）或火（huǒ）星大氣中的二氧化碳（tàn）資源，原位製備氧氣和燃料，是實現地外原位資（zī）源利用並（bìng）擺脫地球資源供給的重要（yào）手段。地外人工光合作用技術有望作為未（wèi）來地外原位資源利用的重要技術之一，為（wéi）我國載人深空探（tàn）測重大任務提供關鍵技術支撐。

麵向長期地外（wài）生存的地外人工光合作用