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  • 1 # 航小北的日常科普

    航空航天專業的同學來回答一下這個問題!

    事實上,月球上並不缺少氧元素,下圖就是月球上各種元素的丰度,其中氧元素排名第一,佔到全部月球土壤重量的42%(如下圖所示)。

    這些氧元素存在的形式主要是一些金屬氧化物,比如說二氧化矽、三氧化二鋁、氧化鈣等等。所以只要想辦法把這些氧元素從這些金屬氧化物中給分離出來我們就可以得到氧氣了。

    月球上氧元素不缺,但是需要把氧氣提取出來

    我查詢了一下相關的論文,發現還真的有人在研究這方面的事情,比如說這篇名為《月球原位製氧技術》的論文(焦樹強,田棟華,焦漢東,李茂等著),其中就提到了多達七種利用月球土壤製氧的方法。我來給大家簡單列舉幾條:

    1,化學還原法:利用氫氣、碳熱可以把氧氣從這些金屬氧化物中還原出來;

    2,硫酸處理法:利用硫酸與月球上的鈦鐵礦反應,得到硫酸亞鐵溶液,然後再對這些溶液進行點解,可以獲得鐵和氧氣。這種方法好處在於可以獲得鐵元素,而且硫酸還可以回收利用,但是缺點是太過於複雜,對於物資缺乏的月球來說不適用;

    3,氣相高溫裂解法:將金屬氧化物加熱到高溫(2273K),然後金屬氧化物會因此分解。因為這種方法只需要大量的能量,所以比較適合於在月球使用,位移的問題是溫度太高,氧氣不容易收集;

    4,熔融月壤電解法:這是最直接的一種方法,透過將這些金屬氧化物加熱至熔融狀態,然後透過點解的方式來讓金屬和氧元素分離開來(如下圖所示)。這種方法不需要加入其它物質,可以直接得到金屬單質和氧氣,氧氣用來呼吸,金屬單質用來製造儀器裝置,所以在月球上會有非常廣泛應用前景。

    這些方法都有可行性

    事實上,上述的方法都是在實驗室中得到過驗證的,所以肯定是可以用來製氧的。這些方法有好有差,但是隻要使用方法得當,就可以成為我們未來登陸月球的有力保障。其中熔融月壤電解法是一種最有潛力的製氧方法。

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