用月球表面土壤搞太陽(yáng)能發(fā)電？！

你沒(méi)聽(tīng)錯(cuò)，有人用這種材料做出了太陽(yáng)能電池，人類(lèi)朝“在月亮上搞基建”又前進(jìn)一步。

這個(gè)“幕后使者”，既非馬斯克的 SpaceX，也非 NASA，抑或?qū)ｉT(mén)的電池能源公司 —— 而是長(zhǎng)期被詬病“慢半拍”的貝索斯旗下商業(yè)太空公司：藍(lán)色起源。

準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，制造電池用的不算真月壤，它是一種與之化學(xué)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(chǎn)生人類(lèi)生存離不開(kāi)的氧氣。

而且單靠這一種材料就能搞定，沒(méi)有碳排放，沒(méi)有毒氣；和目前提純硅的經(jīng)典方法相比，堪稱環(huán)保衛(wèi)士。

這讓不少圍觀網(wǎng)友也豎起大拇指：

無(wú)論如何，這確實(shí)是一個(gè)重要飛躍，用類(lèi)月壤材質(zhì)實(shí)現(xiàn)這種水平的工藝，還是前所未有的。

1600℃下的「煉金」

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

簡(jiǎn)而言之，就是對(duì)原材料進(jìn)行高溫電解，提取并分離出硅、鐵、鋁等高純度物質(zhì)。

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

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

隨著反應(yīng)進(jìn)行，熔融材料將依次產(chǎn)生鐵、硅，最后是鋁。這些生成的材料，將通過(guò)專(zhuān)有的運(yùn)輸子系統(tǒng)，以可控、高效的方式分離傳送。

對(duì)于金屬鋁來(lái)說(shuō)，高溫電解算是必不可少的冶煉過(guò)程，因?yàn)殇X在常溫下難以電解，高溫可以加強(qiáng)鋁的離子化反應(yīng)。

對(duì)于硅來(lái)說(shuō)，高溫電解有助于提純。藍(lán)色起源稱，他們“煉”出來(lái)的硅純度高達(dá) 99.999%，能做出高效的太陽(yáng)能電池。

值得一提的是，除了固體，反應(yīng)還會(huì)產(chǎn)氧氣，并且能單獨(dú)分離出來(lái)。

△ 圖中小氣泡就是氧氣

而且這還沒(méi)完，電解副產(chǎn)品還能接著用，比如制造太陽(yáng)能電池表面的覆蓋玻璃。

由于月球環(huán)境惡劣，如果沒(méi)有表面玻璃保護(hù)的話，太陽(yáng)能電池只能維持幾天；而有了這層保護(hù)的話，電池在月球上的使用壽命一下就能達(dá)到 10 年以上。

兩年前就開(kāi)始精進(jìn)技術(shù)

其實(shí)自 2021 年起，藍(lán)色起源就開(kāi)始用這種月壤模擬物，制造太陽(yáng)能電池和傳輸線。

據(jù)悉，經(jīng)過(guò)同樣的高溫電解過(guò)程，還能生產(chǎn)用于建造棲息地或者其他器材的金屬。

也就是說(shuō)，通過(guò)這種技術(shù)，將來(lái)能直接利用月球上的資源，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、蓋房子、造機(jī)器……

按學(xué)術(shù)用語(yǔ)來(lái)說(shuō)，叫原位資源利用 （in-situ resource utilization，ISRU）。

除了藍(lán)色起源，有家叫 Lunar Resources 的公司，也在研發(fā) ISRU 的相關(guān)技術(shù)，他們的 CTO 兼休斯頓大學(xué)物理學(xué)榮譽(yù)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(xiàn)在，大家都開(kāi)始說(shuō)，ISRU 技術(shù)很重要。

對(duì) ISRU 引起重視的人群中，也包括 NASA。

他們正在計(jì)劃重返月球，希望能在月球建立一些基礎(chǔ)設(shè)施，讓人能在這里呆更久。

雖說(shuō)從地球上的實(shí)驗(yàn)室到真正到月球制造，還有很長(zhǎng)的路要走，但這些研究成果都是關(guān)鍵的序章。

為了深入研究，藍(lán)色起源最近將其“高級(jí)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目”業(yè)務(wù)部門(mén)拆分為兩個(gè)單位，一個(gè)專(zhuān)注于空間系統(tǒng)，包括其軌道空間站；另一個(gè)只專(zhuān)注于月球相關(guān)。

據(jù) arstechnica 消息，藍(lán)色起源將向 NASA 推銷(xiāo)其“煉金術(shù)”，為 NASA 登月計(jì)劃 Artemis 提供支持。

有吃瓜網(wǎng)友調(diào)侃：

只要藍(lán)色起源不強(qiáng)制用自家的運(yùn)載火箭，應(yīng)該還是可能成功的。

目前 NASA 登月計(jì)劃的登月艙唯一承包商，是馬斯克的 SpaceX。

說(shuō)到 SpaceX，上周他們星艦剛完成了軌道發(fā)射前最后一步：火箭助推器原型的發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)點(diǎn)火測(cè)試成功。

不過(guò)關(guān)于 ISRU 技術(shù)，他們最近尚無(wú)什么公開(kāi)消息。

但話說(shuō)回來(lái)，早在 3 年前，有人問(wèn) SpaceX 打算從何時(shí)開(kāi)始搞 ISRU 相關(guān)技術(shù)，馬斯克曾回復(fù)稱：可能在一年之內(nèi)（2021 年）開(kāi)始。

不知道貝索斯和馬斯克，誰(shuí)能先實(shí)現(xiàn)月球旅行的夢(mèng)想。

還是說(shuō)，最后這兩位一個(gè)提供運(yùn)載火箭，一個(gè)提供基建技術(shù)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

本文來(lái)自微信公眾號(hào)：量子位 （ID：QbitAI），作者：Alex

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