地外人工光合成装置研制与试验

• 作者: 冯德强 姚伟 姜文君 宋坚 张策 李龙 杨东升 赖小明
• 来源期刊: 中国空间科学技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 地外生存 原位资源利用 人工光合成装置 二氧化碳还原 光电催化
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 研究探讨
• 页码范围: 13-22
• 页数: 10页
• 分类号: V444.3+1
• 语种: 中文
• DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2020.0067

摘要

原位资源利用技术是地外生命保障体系构建、实现人类地外生存的有效途径,是载人深空探索的核心技术.基于微通道技术的人工光合成反应器,采用流动反应器设计,用于低微重力等特殊环境条件下模拟人工光合作用,实现CO2向O2和含碳燃料的转化.微通道芯片通过气液剪切作用力使气体反应产物快速脱离电极表面并随反应介质排出反应器,理论上可以克服微重力条件对反应过程的影响,尚需进行微重力试验进行验证.同时,微通道结构可以通过精确控制反应气液的压力、流速、流量比等反应条件,获得优化的反应条件.通过地面试验,验证了该反应器将CO2还原为O2和含碳化合物的功能可行性.以Au和Ir/C作为阴极和阳极材料,3 V电压条件下,O2产率可达11.74 mL/h.此外,基于人工光合成反应器搭建了集反应模块、控制模块、流路驱动模块以及检测模块等于一体的地外人工光合成装置,形成原位反应、介质供给、精确控制、在线收集和检测等功能一体化的系统,并实现CO2有效转换和O2供给.为后续技术成熟度更高的反应装置研制、高产物选择性的含碳化合物转化以及人工光合成反应装置在轨试验奠定了理论和实践基础.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	宋坚		7	14	2.0	3.0
2	姚伟		24	285	8.0	16.0
3	冯德强		1	0	0.0	0.0
4	张策		1	0	0.0	0.0
5	姜文君		1	0	0.0	0.0
6	李龙		1	0	0.0	0.0
7	杨东升		2	8	1.0	2.0
8	赖小明		4	3	1.0	1.0