Các nhà khoa học vật liệu của Đại học Nam Kinh Yingfang Yao và Zhigang Zou hy vọng sẽ thiết kế một hệ thống tận dụng đất trên mặt trăng và bức xạ mặt trời, hai nguồn tài nguyên dồi dào nhất trên mặt trăng. Sau khi phân tích lớp đất trên Mặt Trăng do tàu vũ trụ Chang'e 5 của Trung Quốc mang về, nhóm phát hiện mẫu có chứa các hợp chất - bao gồm các chất giàu sắt và giàu titan - có thể hoạt động như một chất xúc tác để tạo ra các sản phẩm mong muốn như oxy bằng ánh sáng mặt trời và khí cacbonic.

Dựa trên quan sát, nhóm nghiên cứu đã đề xuất chiến lược "quang hợp ngoài Trái đất". Về cơ bản, hệ thống sử dụng đất trên mặt trăng để điện phân nước chiết xuất từ mặt trăng và trong khí thở của các phi hành gia thành oxy và hydro được cung cấp bởi ánh sáng mặt trời. Khí carbon dioxide mà cư dân trên mặt trăng thở ra cũng được thu thập và kết hợp với hydro từ quá trình điện phân nước trong quá trình hydro hóa được xúc tác bởi đất trên mặt trăng.

Quá trình này tạo ra các hydrocacbon như metan, có thể được sử dụng làm nhiên liệu. Các nhà nghiên cứu cho biết, chiến lược này không sử dụng năng lượng bên ngoài mà là ánh sáng mặt trời để tạo ra nhiều loại sản phẩm mong muốn như nước, oxy và nhiên liệu có thể hỗ trợ sự sống trên mặt trăng. Nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm cơ hội để thử nghiệm hệ thống này trong không gian, có thể là với các phi hành đoàn trên Mặt Trăng của Trung Quốc trong tương lai.

Mặc dù hiệu suất xúc tác của đất trên Mặt Trăng thấp hơn các chất xúc tác có sẵn trên Trái Đất, nhóm đang thử nghiệm cách tiếp cận khác nhau để cải thiện thiết kế, chẳng hạn như nấu chảy đất trên Mặt Trăng thành một vật liệu entropy cao có cấu trúc nano, là chất xúc tác tốt hơn.

Trước đây, các nhà khoa học đã đề xuất nhiều chiến lược tồn tại ngoài Trái đất. Nhưng hầu hết các thiết kế đều yêu cầu nguồn năng lượng từ Trái đất. Ví dụ, chiếc tàu thám hiểm Sao Hỏa bền bỉ của NASA đã mang một thiết bị có thể sử dụng carbon dioxide trong bầu khí quyển của hành tinh để tạo ra oxy, nhưng nó được cung cấp năng lượng bằng pin hạt nhân trên tàu.

ctngoc