天天熱頭條丨科學(xué)家設(shè)計(jì)基于等離子體的新方法 為未來(lái)火星探索者生產(chǎn)氧氣

(資料圖)

這樣一個(gè)系統(tǒng)可以在開發(fā)火星上的生命支持系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。它還可以生產(chǎn)加工燃料、建筑材料和肥料所需的原料和基礎(chǔ)化學(xué)品。

在AIP出版的《應(yīng)用物理學(xué)雜志》上，研究人員提出了一種利用和加工當(dāng)?shù)刭Y源在火星上生成產(chǎn)品的方法。因?yàn)榛鹦谴髿鈱又饕怯啥趸夹纬傻?，可以通過(guò)分解產(chǎn)生氧氣，而且其壓力有利于等離子體的點(diǎn)燃，所以紅色星球上的自然條件幾乎是等離子體就地利用資源的理想條件。該團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自里斯本大學(xué)、麻省理工學(xué)院、索邦大學(xué)、埃因霍芬理工大學(xué)和荷蘭基礎(chǔ)能源研究所的科學(xué)家們。

研究人員指出，在火星上生產(chǎn)氧氣的有兩大障礙。“首先，分解二氧化碳分子以提取氧氣。這是一個(gè)非常難以分解的分子，”研究作者、里斯本大學(xué)的Vasco Guerra說(shuō)?！捌浯危瑢a(chǎn)生的氧氣從還包含例如二氧化碳和一氧化碳的氣體混合物中分離出來(lái)。我們正在以一種整體的方式研究這兩個(gè)步驟，以同時(shí)解決這兩個(gè)挑戰(zhàn)。這就是等離子體可以提供幫助的地方?！?/p>

等離子體是物質(zhì)的第四種自然狀態(tài)，包含自由帶電粒子，如電子和離子。電子很輕，很容易被電場(chǎng)加速到非常高的能量。

Guerra說(shuō)：“當(dāng)子彈般的電子與二氧化碳分子碰撞時(shí)，它們可以直接分解它，或者轉(zhuǎn)移能量使其振動(dòng)。這種能量在很大程度上可以被引導(dǎo)到二氧化碳的分解中。與我們?cè)诜▏?guó)和荷蘭的同事一起，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了這些理論的正確性。此外，等離子體中產(chǎn)生的熱量也有利于氧氣的分離?！?/p>

氧氣是創(chuàng)造一個(gè)可呼吸環(huán)境的關(guān)鍵，它也是為未來(lái)火星農(nóng)業(yè)生產(chǎn)燃料和肥料的起點(diǎn)。就地生產(chǎn)燃料將是未來(lái)任務(wù)的需要。所有這些對(duì)于未來(lái)人類在火星上的定居都是至關(guān)重要的。通過(guò)分解二氧化碳分子來(lái)生產(chǎn)綠色燃料和回收化學(xué)品，等離子體技術(shù)也可能有助于解決地球上的氣候變化。