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| 1 | 月面原位资源补给站概念方案设计显示文摘针对载人登月、月球基地建设及月球科学研究等重大工程任务需求,利用原位资源利用技术,构建具备一定物资和能源供给能力的月面资源补给站,通过突破月面原位水冰光热提取、月面原位制氧、月面原位储能发电和月面原位建造等关键技术,以实现航天员月面驻留生存和月面活动所必须的居住防护舱建造,水、氧气和燃料等物资,以及光、热、电等能源的原位获取和补给,推动中国月球科考与开发活动,并逐步摆脱依赖地球补给进行月面长期驻留和科考。 | 王超 彭祺擘 王慎泉 王庆功 姚伟 | 2022 | 深空探测学报(中英文)2022，9，6： | 5 |
| 2 | 地外二氧化碳转化利用技术研究现状与展望显示文摘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。 | 刘释元 张策 尹钊 杨金禄 姚伟 杨孟飞 | 2022 | 中国空间科学技术2022，42，6： | 2 |
| 3 | 基于仿生功能器件的地外水分解制氢技术显示文摘针对地外空间水分解反应面临的低制氢效率和微重力环境适应性等关键科学技术问题,采用光合成创新方法优化水分解制氢催化反应和气液分离过程。为解决贵金属基催化剂高成本和难以加工微纳结构电极等问题,设计并制备了一种具有超薄二维网状结构的磷化钴/氢氧化钴(CoPOH)复合催化剂。该复合催化剂在电流密度为10 mA/cm^(2)的条件下过电势仅为12 mV,Tafel斜率仅为61.2 mV/dec,经过1000次循环伏安测试后过电势仅提高26 mV。以上结果表明该复合催化剂能够有效提高产氢速率和能量转化效率,并具有良好的稳定性。此外,利用面投影微立体光刻(PμSL)3D打印技术,模仿水黾腿部的超疏水表面制备了一种具有微米结构的亲气疏水仿生Janus功能界面。该界面能够使不同种类气体沿与重力相反的方向快速穿过,平均时间仅为2.4 ms。基于该界面优异的气液分离特性制备的水分解制氢功能器件,可克服传统制氢反应中气体扩散和多种产物混合带来的分离难题。在微重力环境下,由于氢气难以快速在电极表面脱附和输运,显著影响析氢反应效率;利用本研究制备的功能界面,气体能够沿重力方向快速穿透,为克服地外环境下多相反应界面上气体脱附与分离难题提供了有效的解决方法。通过制备具有优良催化性能的复合催化剂和适应微重力环境的仿生功能界面,研制了地外水分解制氢功能原理器件,不仅为地外原位资源利用提供了理论和试验基础,还为构建地外碳氢氧闭合物质系统中析氢反应装置设计提供了解决方案。 | 张策 杨金禄 尹钊 胡博韬 熊劲松 王兆龙 赵俊凯 姚伟 | 2023 | 中国空间科学技术2023，43，6： | 0 |
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