我国科学家新发现！月球炼铁指日可待？

据央视新闻，我国嫦娥五号月壤研究又有新发现。中国科学院科研团队经过3年的深入研究和反复验证，提出一种全新的利用月壤大量生产水的方法。利用这种方法，1吨月壤将可以产生约51到76千克的水，同时也将产生陶瓷、玻璃，铁等。

据中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员王军强介绍，这种方法基本上是有一个凹面镜或者是一个菲涅尔透镜的方法，将太阳光聚焦，可以加热月壤到1500℃以上，把它熔化掉，这样就会产生大量的水蒸气，把水蒸气收集起来之后就可以做饮用水。同时这个水也可以电解，得到氧气和氢气，氧气是我们呼吸必备的一个物质，这样人类在月球上生存就没有问题了。另外，氢气也是一种能源，可以把它燃烧或者做燃料电池发电。另外，加热的月壤它生成了铁，同时也有陶瓷、玻璃，铁我们可以做建筑材料，也可以做磁性材料，因为磁性材料是电气、电力、电子领域一个必需的材料，而建筑材料里面的陶瓷、钢铁也是必需的，所以这样我们就可以在月球上去做一些建筑。

据了解，该成果由中国科学院宁波材料技术与工程研究所非晶合金磁电功能特性研究团队联合中国科学院物理研究所、中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室、松山湖材料实验室、哈尔滨工业大学和南京大学等高校及科研机构的团队共同完成。大家有兴趣的话可以进入下方网址看预印本论文：

https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(24)00128-0

据介绍，嫦娥五号月壤中，月壤玻璃、斜长石、橄榄石和辉石等多种月壤矿物中含有少量水，但这些矿物中的含水量极其稀少，难以在月球原位提取利用。研究团队经过3年的深入研究和反复验证发现，月壤矿物由于太阳风亿万年的辐照，储存了大量氢。在加热至高温后，氢将与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应，生成单质铁和大量水。当温度升高至1000℃以上时，月壤将会熔化，反应生成的水将以水蒸气的方式释放出来。经多种实验技术分析，研究团队确认，1克月壤中大约可以产生51至76毫克水。以此计算，1吨月壤将可以产生约51至76千克水，相当于100多瓶500毫升的瓶装水，基本可以满足50人一天的饮水量。

月壤加热过程中水和单质铁的形成过程以及各种主要矿物的含水量对比

科研团队通过对不同月球矿物的进一步研究，发现月壤钛铁矿（FeTiO3）加热后，可以同步生成大量单质铁和水蒸气气泡，是名副其实的月球“蓄水池”。专家表示，这种利用月壤原位制备水的方法，所用的能源并不需要从地球上专门运过去，靠太阳能即可满足要求，整个过程的产物也只有铁和水以及一些氧化物，所以既简便可行又清洁环保。

基于上述研究成果，研究团队进一步提出一种“熔融月壤—水蒸气冷凝成水收集储存—电分解水产生氧气和氢气—留存的铁和月壤用作永磁和软磁材料、电子材料、建筑材料等”的月球水资源原位开采与利用策略。研究人员表示，该策略将为未来月球科研站以及空间站建设提供重要的设计依据。

图为月球水资源原位开采与利用策略。（中国科学院宁波材料技术与工程研究所制图）

那么什么时候才能真正实现在月球上生产水炼铁呢？中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员王军强表示，可能最快嫦娥八号在2030年之前发射到月球上，有可能去发射一个验证性的科研装置，到月球上去做一些实验。专家表示，目前科研团队正在对验证方案和装置进行设计和研发，如果能在月球上成功制备出大量的水，将为我们未来的月球和深空探索活动提供多方面的支撑。

信息参考：央视新闻、The Innovation、中国科学院宁波材料技术与工程研究所等。

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