人類離「定居月球」又近一步：貝索斯公司用月壤實現太陽能發電

alex 2023-02-24 13:59:20 來源：量子位

Alex 發自 凹非寺

量子位 | 公眾號 QbitAI

用月球表面土壤搞太陽能發電？！

你沒聽錯，有人用這種材料做出了太陽能電池，人類朝“在月亮上搞基建”又前進一步。

這個“幕后使者”，既非馬斯克的SpaceX，也非NASA，抑或專門的電池能源公司——而是長期被詬病“慢半拍”的貝索斯旗下商業太空公司：藍色起源。

準確來說，制造電池用的不算真月壤，它是一種與之化學成分相似的材料，名曰“雷石模擬物”（regolith simulants）。

用此材料，不僅能提取出做電池的硅，還能產生人類生存離不開的氧氣。

而且單靠這一種材料就能搞定，沒有碳排放，沒有毒氣；和目前提純硅的經典方法相比，堪稱環保衛士。

這讓不少圍觀網友也豎起大拇指：

無論如何，這確實是一個重要飛躍，用類月壤材質實現這種水平的工藝，還是前所未有的。

1600℃下的「煉金」

據藍色起源介紹，他們的這種自研工藝叫“藍色煉金術”。（這名字取得還挺有水平）

簡而言之，就是對原材料進行高溫電解，提取并分離出硅、鐵、鋁等高純度物質。

一方面，需要把原材料加熱到1600攝氏度以上，使其熔融。（確實有煉金那味兒了）

另一方面，還得給反應堆加上擊穿電流，在提高反應的效率的同時，可以盡量降低能源消耗。

隨著反應進行，熔融材料將依次產生鐵、硅，最后是鋁。這些生成的材料，將通過專有的運輸子系統，以可控、高效的方式分離傳送。

對于金屬鋁來說，高溫電解算是必不可少的冶煉過程，因為鋁在常溫下難以電解，高溫可以加強鋁的離子化反應。

對于硅來說，高溫電解有助于提純。藍色起源稱，他們“煉”出來的硅純度高達99.999%，能做出高效的太陽能電池。

值得一提的是，除了固體，反應還會產氧氣，并且能單獨分離出來。

△圖中小氣泡就是氧氣

而且這還沒完，電解副產品還能接著用，比如制造太陽能電池表面的覆蓋玻璃。

由于月球環境惡劣，如果沒有表面玻璃保護的話，太陽能電池只能維持幾天；而有了這層保護的話，電池在月球上的使用壽命一下就能達到10年以上。

兩年前就開始精進技術

其實自2021年起，藍色起源就開始用這種月壤模擬物，制造太陽能電池和傳輸線。

據悉，經過同樣的高溫電解過程，還能生產用于建造棲息地或者其他器材的金屬。

也就是說，通過這種技術，將來能直接利用月球上的資源，實現發電、蓋房子、造機器……

按學術用語來說，叫原位資源利用?（in-situ resource utilization，ISRU）。

除了藍色起源，有家叫Lunar Resources的公司，也在研發ISRU的相關技術，他們的CTO兼休斯頓大學物理學榮譽教授Alex Ignatiev表示：

10年前，大家都在嘲笑搞ISRU的人；5年前，大家終于不嘲笑了；而現在，大家都開始說，ISRU技術很重要。

對ISRU引起重視的人群中，也包括NASA。

他們正在計劃重返月球，希望能在月球建立一些基礎設施，讓人能在這里呆更久。

雖說從地球上的實驗室到真正到月球制造，還有很長的路要走，但這些研究成果都是關鍵的序章。

為了深入研究，藍色起源最近將其“高級開發項目”業務部門拆分為兩個單位，一個專注于空間系統，包括其軌道空間站；另一個只專注于月球相關。

據arstechnica消息，藍色起源將向NASA推銷其“煉金術”，為NASA登月計劃Artemis提供支持。

有吃瓜網友調侃：

只要藍色起源不強制用自家的運載火箭，應該還是可能成功的。

目前NASA登月計劃的登月艙唯一承包商，是馬斯克的SpaceX。

說到SpaceX，上周他們星艦剛完成了軌道發射前最后一步：火箭助推器原型的發動機靜態點火測試成功。

不過關于ISRU技術，他們最近尚無什么公開消息。

但話說回來，早在3年前，有人問SpaceX打算從何時開始搞ISRU相關技術，馬斯克曾回復稱：可能在一年之內（2021年）開始。

不知道貝索斯和馬斯克，誰能先實現月球旅行的夢想。

還是說，最后這兩位一個提供運載火箭，一個提供基建技術呢？

參考鏈接：
[1]https://www.blueorigin.com/news/blue-alchemist-powers-our-lunar-future/
[2]https://arstechnica.com/science/2023/02/blue-origin-makes-a-big-lunar-announcement-without-any-fanfare/
[3]https://www.theverge.com/2023/2/14/23599260/blue-origin-lunar-resources-solar-cells-moon-regolith