透過模仿植物化學反應,中國太空人成功採用新型人工光合作用,於天宮太空站利用水和二氧化碳生成火箭燃料和氧氣。
中國天宮太空站由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙 3 個艙段組成,自 2022 年 11 月起於地球軌道上全面運行,和國際太空站一樣進行各種太空實驗、測試太空技術。
國際太空站(ISS)先前與光合作用有關的實驗集中於太空植物生長,主要目的為了解微重力如何影響自然光合作用,但過去幾年,科學家也致力於開發太空中的「人造光合作用」,有別於植物光合作用產生葡萄糖,人造光合作用會將二氧化碳、水轉換為氧氣與火箭燃料,且過程僅使用簡單的「抽屜狀」設備和半導體催化劑。
日前,中國神舟 19 號太空人在抽屜狀設備執行一系列實驗,成功於天宮太空站完成全球首次人工光合作用技術,使用半導體催化劑將二氧化碳和水轉換為氧氣,同時生產出可用於製造飛行器推進劑的乙烯。
透過調整催化劑,太空人還可以「定制」生產各種產品,包括用於推進的甲烷、乙烯,或作為轉化糖前體的甲酸(formic acid)。雖然中國研究人員未透露該技術細節。但據《南華早報》報導,該技術所需能量要比國際太空站用來產生氧氣的電解技術低許多。
這項人工光合作用新技術未來可能用於該國 2035 年擬建的月球基地,使太空人直接於外太空生成氧氣與返回地球的火箭燃料,節省將資源帶到月球的運輸成本。
- Chinese astronauts make rocket fuel and oxygen in space using 1st-of-its-kind ‘artificial photosynthesis’
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(首圖來源:Shujianyang, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)