地外二氧化碳转化利用技术研究现状与展望

摘要：

为有效解决未来长期载人地外生存面临的物资供给等关键问题,获得更高的氧回收率、能量转化效率和更低的应用成本,亟须发展更高效的地外二氧化碳转化利用技术.文章总结了地外二氧化碳利用的发展现状并分析了近期的研究进展,发现不同技术之间差异大,在航天应用过程中,需充分考虑地外环境限制因素,以选用更合适的技术.空间站上已搭载的Sabatier装置和火星车上的MOXIE装置初步实现了地外二氧化碳还原.以"地外人工光合成"为代表的常温二氧化碳转化技术可为地外环控生保提供新路线.其不仅能够实现地外氧气供给,还可获得甲酸、乙烯和甲烷等有机分子作为燃料或生物转化原料.随着相关基础研究的不断发展,有望实现二氧化碳的高效转化和高附加值有机物、甚至碳糖食物的生产.地外二氧化碳转化利用技术的发展,将实现地外密闭环境下的废弃资源利用与物质循环,降低载人空间站、载人深空飞船的物资供应需求,也将为原位资源利用火星大气中的二氧化碳提供创新思路,以支撑未来可承受、可持续的地外生存任务.

关键词：二氧化碳还原、制氧、地外人工光合成、Sabatier反应、地外生存、原位资源利用

所属期刊栏目：42

分类号：V416(基础理论及试验)

资助基金：科技部重点研发计划课题2020YFA0710304

在线出版日期：2022-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

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