人类想要逃出地球，必须完美掌控人工光合作用

发布时间：2023-08-17 15:30:16 所属栏目：外闻来源：互联网

导读： 　　地球的生物之所以存在,是因为光合作用,它已经有二十三亿年的历史了。这种反应允许植物和其他生物收集阳光、水和二氧化碳，将它们转化为氧气和能量。

　　根据发表在《自然通讯》

　　地球的生物之所以存在,是因为光合作用,它已经有二十三亿年的历史了。这种反应允许植物和其他生物收集阳光、水和二氧化碳，将它们转化为氧气和能量。

　　根据发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的一篇新论文，人工光合作用的最新进展，很可能是让人类能远离地球生存和繁荣的关键。

　　已经有办法通过处理二氧化碳来获取氧气。国际空间站上的大部分氧气来自电解，电解利用空间站太阳能电池板的电力将水分解为宇航员呼吸的氢气和氧气。此外，空间站还配备了一个单独的系统，可以将二氧化碳转化为水和甲烷。

　　但这些技术不可靠且难以维护。寻找可支持人类在月球基地，或飞往火星时使用的替代氧气生成系统的工作，仍在继续。一种可能性是收集太阳能并在单个设备中使用它来生产氧气和利用二氧化碳。这种装置中唯一的其他能源是水。这个方案可以减少系统的重量和体积，重量和体积则是太空探索要考虑的两个关键问题，这个方案也会更实用。

　　可以直接利用在捕获太阳能的过程中，释放的额外热能来加速化学反应。此外，可以大大降低复杂的布线和维护成本。

　　科学家们已经开发出一个理论框架来分析和预测这种集成的“人工光合作用”装置，在月球和火星上的应用性能。

　　这些设备没有使用植物和藻类吸收光的叶绿素，而是使用半导体材料，这些材料可以直接涂上支持所需化学反应的简单金属催化剂。

　　分析表明，除了国际空间站上使用的氧气发生器等现有生命支持技术之外，这些设备确实可行。当与集中太阳能驱动反应的设备（聚焦入射阳光的大镜子）结合使用时，尤其如此。

　　当然还有其他方法。可能是例如，可以直接从月球表面的土壤（厚厚的风化层）中提取物产生氧气，但这也有条件的，那就是月球需要高温。

　　另一方面，人工光合作用装置可以在室温和正常大气压力下运行，在火星和月球上都有水的条件下，人工光合作用装置是可以在月球或火星基地里使用的。

　　鉴于据称月球沙克尔顿陨石坑中存在冰水，这一点尤其有趣，沙克尔顿陨石坑是未来月球登陆任务优先考虑的着陆点。

　　在火星上，大气中几乎96% 都是二氧化碳，这对于人工光合作用装置来说是理想的。由于与太阳的距离较远，这颗红色星球上的光强度比地球上的要弱，但这些设备也可以在那里工作。

　　高效可靠地生产氧气和其他化学物质，以及利用航天器和太空基地中的二氧化碳，是长期太空飞行和宇航员生活面临的巨大挑战。

　　在高温下运行的现有电解系统需要大量能量。在火星上将二氧化碳转化为氧气的设备仍处于起步阶段，无论是否基于光合作用。

　　因此，目前人类的技术还需要几年的深入研究，完美复制植物光合作用的过程，才能在太空中放心大胆地使用这些设备。人类想要“逃出”地球，必须完美掌握人工光合作用技术！在这个世界上，没有任何一种东西可以替代阳光的存在。阳光是生命的源泉，是人类赖以生存的物质基础。

（编辑：好传媒网）

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