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「幕後使者」,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,製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矽,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;和目前提純矽的經典方法相比,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「鍊金」
據藍色起源介紹,他們的這種自研工藝叫「藍色鍊金術」。(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,提取並分離出矽、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。(確實有鍊金那味兒了)
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,可以儘量降低能源消耗。
隨著反應進行,熔融材料將依次產生鐵、矽,最後是鋁。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。
對於金屬鋁來說,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。
對於矽來說,高溫電解有助於提純。藍色起源稱,他們「煉」出來的矽純度高達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,並且能單獨分離出來。
而且這還沒完,電解副產品還能接著用,比如製造太陽能電池表面的覆蓋玻璃。
由於月球環境惡劣,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,製造太陽能電池和傳輸線。
據悉,經過同樣的高溫電解過程,還能生產用於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,大家終於不嘲笑了;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,讓人能在這裡呆更久。
雖說從地球上的實驗室到真正到月球製造,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,一個專注於空間系統,包括其軌道空間站;另一個只專注於月球相關。
據arstechnica消息,藍色起源將向NASA推銷其「鍊金術」,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後一步:火箭助推器原型的發動機靜態點火測試成功。
不過關於ISRU技術,他們最近尚無什麼公開消息。
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,最後這兩位一個提供運載火箭,一個提供基建技術呢?
參考連結:
[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
— 完 —
量子位 QbitAI · 頭條號簽約
關注我們,第一時間獲知前沿科技動態