太空旅行的曙光：科学家刚证明在太空中把水分解成氢和氧是可能的

爱上阿南

虽然越来越多的太空机构和私人公司发布了在未来几年内将人类送上火星的计划，但长途太空旅行似乎从未像现在这样令人兴奋。

对于人类来说，在太空中生存是不容易的。长距离太空飞行的主要挑战之一是运送足够的氧气供宇航员呼吸，并为复杂的电子设备提供足够的燃料。遗憾的是，太空中只有很少的氧气，而且距离遥远，所以很难快速地补充氧气。但是现在，一项新研究表明，在零重力环境下，利用半导体材料和阳光（或星光）来制造氢（用于燃料）和氧气（维持生命）是可能的，这使得持续的太空旅行成为可能。

目前利用太阳的无限资源来为我们的日常生活提供动力是地球上最大的挑战之一。当我们慢慢地从石油转向可再生能源时，研究人员对使用氢作为燃料的可能性逐渐展露出了兴趣。最好的方法便是将水（H2O）分解成它的组成成分：氢和氧。原理就是运用电解的方法，利用含有一些可溶性电解质的液体来传导电流，从而水分解成氧和氢。虽然这种方法在技术上是可行的，但它还没有在地球上大规模开展。

在太空旅行中就不一样了。发射一枚带有水的火箭实际上比用额外的火箭燃料和氧气发射火箭要安全得多。一旦进入太空，特殊的技术就可以将水分解成氢和氧，进而可以用来维持生命，或者通过燃料电池为电子设备供电。有两种方法可以达到这个目的：一种是像我们在地球上做的那样使用电解液。另一种方法是使用“催化剂”，通过吸收光子进入水中的半导体，当光子的能量被电子吸收后发生跳跃，留下一个孔。这个电子可以与水中的质子发生反应，形成氢。同时，这个孔可以从水中吸收电子，形成质子和氧气。

这个过程也可以被逆转。利用一个燃料电池，氢和氧可以结合在一起，返回由“光催化”所吸收的太阳能。这意味着水也可以被循环利用。这是长途太空旅行的关键。使用催化剂的过程是空间旅行的最佳选择，因为设备的重量比电解质要轻得多。从理论上讲，它应该很容易实现，因为太空中阳光的强度要高得多，而在地球上太阳光在到达地表的过程中被大气层吸收了大量的能量。

由于这项新研究，我们离长时间的载人航天飞行又近了一步。

  
本文选自：今日头条

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