月球土壤氧含量充足，科学家欲利用月壤制造氧

随着人类科技的不断发展，人类一直有一个梦想，就是在月球上建立一个基地，并在基地中长期生存。再往后，甚至实现自由的太空旅行。那么想要在外太空生存，要面临的两个最基本需求，就是氧气和水。水这种物质其实在一些星球中还是存在的，其中就包括月球，因为基于已有的观测，目前已经能确认月球两极地区存在水冰。

但在月球中不存在氧气，人类想要长期在月球定居，必定需要氧气，从地球上带过去显然不现实。那么既然月球上没有氧气，能不能直接在月球上制造出氧气呢？对此，就有科学家正在研究在月球上制造氧气。

月壤中含有大量的氧

虽说月球上不存在氧气，但月球土壤中存在大量含氧的化合物。对于月球的土壤成分，人类从阿波罗计划开始取回月壤，就已经得到了一些研究结论。在2020年，我国的嫦娥五号同样也成功取回月壤，并取出了一部分进行成分分析，结果发表在了《Science》。从多个公开发表的学术期刊上，我们可以看到，月壤的成分其实与地球岩土的成分很类似，主要是由硅酸盐、氧化铁、氧化铝和氧化钙等组成。

嫦娥五号取回的月壤研究成果发表在科学期刊上

嫦娥五号取回月壤的主要成分

通过对这些成分含量进行计算，可以发现，其实月壤中的氧元素含量非常高，氧元素的质量可占总质量的41%~45%，是月壤中含量最高的元素。那么土壤中的氧毕竟与氧气不同，它并不能直接用来呼吸，那么如何将这些氧给提取出来形成氧气呢？其实科学家们用的办法也很简单——电解法。

利用月壤生产出氧气

我们知道，月壤中氧的存在形式主要是氧离子，那么按理说，通过将月壤熔化，并向熔化后的月壤熔体进行通电就能够让游离的氧离子失去电子而产生氧气。但如果直接使用这种方式，会有一个较大的困难，那就是月壤的熔点太高了，想要将月壤给熔化需要提供很高的温度，毕竟这是在外太空，实现起来就比较棘手。对于这个问题，科学家们使用了“熔盐电解”法来进行解决。

进行该项研究的科研人员

科学家们通过将熔点更低的氯化钙盐进行熔化，它在950℃即可完全熔化，并且流动性很好。通过让月壤置于氯化钙熔体电解质当中，月壤虽然未被熔化，但在这个状态下，月壤中的氧离子可以流过已经熔融的电解质，从而在通电的阳极产生氧气，并释放出来。

不过由于月壤非常宝贵，但月壤成分基本已知，所以该项目的研究人员使用的是与月壤成分非常相似的火山灰。通过这个方法，科学家们发现土壤中的氧提取率可以达到96%以上。不过肯定又有朋友有疑问了，电解法要用电呀，在太空中电又从哪里来？

其实在太空中，能量的获取并不是太大的问题。太空中是有强烈太阳辐射的。在太空中，太阳产生的辐射非常强，比我们在地球上的太阳光强多了。我们不要以为太空中漆黑一片，非常寒冷，这主要是因为太空中没气体对辐射进行散射而导致的，但这些辐射一旦照射到物体表面，能量是很高的。所以对于太空中电能的需求问题，其实并不一定是一个问题。

另外电解之后，在阴极还能够产生各种合金，这些合金甚至能够作为月球基地的建筑材料。那么如果这个方法真能够实现，月壤中氧的量能够让人类呼吸多久呢？

左为原土壤，右为被提取氧气后的土壤

科学家们还进行了一个简单的计算。来自澳大利亚南十字星大学的土壤科学家表示，“一立方米的月壤大约包括约630千克氧。而根据估计，人类每天需要呼吸约800克氧气才能生存。所以630千克的氧气可以让一个人存活大约2年。如果我们只取月球表面十米的月壤来制造氧气，那么产生的氧气量可以让地球上所有约80亿人使用近十万年的时间。如果更厚一点，那么就是几十万年。

如果真到到了实际应用的那一天，人类再次迈向月球或许就不用再次为氧气的需求而担忧了。

文章来源：《土壤》 网址: http://www.trqks.cn/zonghexinwen/2021/1130/1716.html