人类离「定居月球」又近一步：贝索斯公司用月壤实现太阳能发电

alex 2023-02-24 13:59:20 来源：量子位

Alex 发自 凹非寺

量子位 | 公众号 QbitAI

用月球表面土壤搞太阳能发电？！

你没听错，有人用这种材料做出了太阳能电池，人类朝“在月亮上搞基建”又前进一步。

这个“幕后使者”，既非马斯克的SpaceX，也非NASA，抑或专门的电池能源公司——而是长期被诟病“慢半拍”的贝索斯旗下商业太空公司：蓝色起源。

准确来说，制造电池用的不算真月壤，它是一种与之化学成分相似的材料，名曰“雷石模拟物”（regolith simulants）。

用此材料，不仅能提取出做电池的硅，还能产生人类生存离不开的氧气。

而且单靠这一种材料就能搞定，没有碳排放，没有毒气；和目前提纯硅的经典方法相比，堪称环保卫士。

这让不少围观网友也竖起大拇指：

无论如何，这确实是一个重要飞跃，用类月壤材质实现这种水平的工艺，还是前所未有的。

1600℃下的「炼金」

据蓝色起源介绍，他们的这种自研工艺叫“蓝色炼金术”。（这名字取得还挺有水平）

简而言之，就是对原材料进行高温电解，提取并分离出硅、铁、铝等高纯度物质。

一方面，需要把原材料加热到1600摄氏度以上，使其熔融。（确实有炼金那味儿了）

另一方面，还得给反应堆加上击穿电流，在提高反应的效率的同时，可以尽量降低能源消耗。

随着反应进行，熔融材料将依次产生铁、硅，最后是铝。这些生成的材料，将通过专有的运输子系统，以可控、高效的方式分离传送。

对于金属铝来说，高温电解算是必不可少的冶炼过程，因为铝在常温下难以电解，高温可以加强铝的离子化反应。

对于硅来说，高温电解有助于提纯。蓝色起源称，他们“炼”出来的硅纯度高达99.999%，能做出高效的太阳能电池。

值得一提的是，除了固体，反应还会产氧气，并且能单独分离出来。

△图中小气泡就是氧气

而且这还没完，电解副产品还能接着用，比如制造太阳能电池表面的覆盖玻璃。

由于月球环境恶劣，如果没有表面玻璃保护的话，太阳能电池只能维持几天；而有了这层保护的话，电池在月球上的使用寿命一下就能达到10年以上。

两年前就开始精进技术

其实自2021年起，蓝色起源就开始用这种月壤模拟物，制造太阳能电池和传输线。

据悉，经过同样的高温电解过程，还能生产用于建造栖息地或者其他器材的金属。

也就是说，通过这种技术，将来能直接利用月球上的资源，实现发电、盖房子、造机器……

按学术用语来说，叫原位资源利用 （in-situ resource utilization，ISRU）。

除了蓝色起源，有家叫Lunar Resources的公司，也在研发ISRU的相关技术，他们的CTO兼休斯顿大学物理学荣誉教授Alex Ignatiev表示：

10年前，大家都在嘲笑搞ISRU的人；5年前，大家终于不嘲笑了；而现在，大家都开始说，ISRU技术很重要。

对ISRU引起重视的人群中，也包括NASA。

他们正在计划重返月球，希望能在月球建立一些基础设施，让人能在这里呆更久。

虽说从地球上的实验室到真正到月球制造，还有很长的路要走，但这些研究成果都是关键的序章。

为了深入研究，蓝色起源最近将其“高级开发项目”业务部门拆分为两个单位，一个专注于空间系统，包括其轨道空间站；另一个只专注于月球相关。

据arstechnica消息，蓝色起源将向NASA推销其“炼金术”，为NASA登月计划Artemis提供支持。

有吃瓜网友调侃：

只要蓝色起源不强制用自家的运载火箭，应该还是可能成功的。

目前NASA登月计划的登月舱唯一承包商，是马斯克的SpaceX。

说到SpaceX，上周他们星舰刚完成了轨道发射前最后一步：火箭助推器原型的发动机静态点火测试成功。

不过关于ISRU技术，他们最近尚无什么公开消息。

但话说回来，早在3年前，有人问SpaceX打算从何时开始搞ISRU相关技术，马斯克曾回复称：可能在一年之内（2021年）开始。

不知道贝索斯和马斯克，谁能先实现月球旅行的梦想。

还是说，最后这两位一个提供运载火箭，一个提供基建技术呢？

参考链接：
[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