自从人类踏上月球的第一步以来，建立月球定居点一直是月球开发的最终目标。然而，有限的燃料和氧气供应限制了人类在月球上的生存。

科学家研究使用月球土壤在月球上可持续地供应氧气和燃料

结合光伏和电催化，以二氧化碳和水为原料人工生产碳氢化合物燃料和氧气已被证明在地球上是可行的，并被认为是在外星地点模仿的潜在策略。随着月球探测的快速推进，研究人员发现月球表面有可观的二氧化碳和水储量，进一步证实了这一设想的可行性。

在此背景下，中科大、南京大学、中国空间技术研究院联合研究团队发现，嫦娥五号任务带回的月球土壤可作为催化剂驱动电催化用于燃料和氧气生产的CO2转化。

这种高效的地外燃料和氧气生产系统有望促进人类文明向地外定居点发展。该研究发表在《国家科学评论》上。

照片显示了用于电催化CO2转化的无人月球土壤利用。图片来源：科学中国出版社

“月球土壤就地资源利用实现地外燃料和氧气生产对于人类执行月球开发任务至关重要。考虑到地外站点人力资源有限，我们建议采用机器人系统执行整个电催化CO2转化系统设置，”本研究的主要作者之一熊玉杰说。

本研究使用的月壤由中国国家航天局(CNSA)提供(样本号：CE5C0400)，这是自1976年苏联LUNA24任务以来带回地球的第一块月壤。研究人员使用月球土壤作为催化剂，直接将铜负载在月球土壤上。

月球土壤中装载有Cu物种并用于电催化CO2转化，这表明产生了大量的甲烷。此外，在600mA/cm2下，载Cu的月壤中选择的组分可以达到0.8mL/min的CH4产率和2.3mL/min的O2产率。

“由于系统设置复杂，CO2转化系统的无人化操作被认为是实现该技术应用的瓶颈之一，”熊玉杰解释道。

鉴于外星地点的劳动力有限，非常希望通过机器人系统进行这种电催化CO2转化。对此，研究团队试图简化电催化CO2转化系统的设置，以满足机器人系统的操作要求。他们开发的机器人系统可以操作从催化剂制备到电催化系统设置的整个过程。