Construire une colonie lunaire a été le but ultime de l’exploitation lunaire depuis le premier pas de l’humanité sur la lune. Pourtant, les réserves limitées de carburant et d’oxygène limitent la survie humaine sur la lune.
Combinant le photovoltaïque et l’électrocatalyse, la production artificielle d’hydrocarbures avec de l’oxygène en utilisant du dioxyde de carbone et de l’eau comme matières premières a été manifestement réalisable sur Terre et est reconnue comme une stratégie potentielle à imiter dans les sites extraterrestres. Avec les progrès rapides de l’exploration lunaire, les chercheurs ont découvert que la surface de la lune possède des réserves considérables de dioxyde de carbone et d’eau, ce qui confirme encore la faisabilité de l’idée.
Dans ce contexte, l’équipe de recherche conjointe de l’Université des sciences et technologies de Chine, de l’Université de Nanjing et de l’Académie des technologies spatiales de Chine a découvert que le sol lunaire ramené par la mission Chang’e 5 peut être utilisé comme catalyseur pour entraîner l’électrocatalytique Conversion du CO2 pour la production de carburant et d’oxygène.
Ce système extraterrestre efficace de production de carburant et d’oxygène devrait faciliter le développement de la civilisation humaine vers des colonies extraterrestres. La recherche est publiée dans le Examen scientifique national.
« L’utilisation des ressources in situ du sol lunaire pour réaliser la production extraterrestre de carburant et d’oxygène est vitale pour que l’homme puisse mener à bien des missions d’exploitation de la Lune. Considérant qu’il y a des ressources humaines limitées sur les sites extraterrestres, nous avons proposé d’utiliser le système robotique pour effectuer l’ensemble électrocatalytique. Configuration du système de conversion du CO2 », déclare Yujie Xiong, l’un des principaux auteurs de cette étude.
Le sol lunaire utilisé dans cette recherche a été fourni par l’Administration nationale de l’espace de Chine (CNSA) (numéro d’échantillon : CE5C0400), qui est le premier sol lunaire ramené sur Terre depuis la mission LUNA 24 de l’Union soviétique en 1976. Les chercheurs ont utilisé le sol lunaire comme catalyseur et chargé directement le cuivre sur le sol lunaire.
Le sol lunaire a été chargé d’espèces de Cu et utilisé pour la conversion électrocatalytique du CO2, démontrant une production importante de méthane. De plus, le composant sélectionné dans le sol lunaire chargé de Cu pourrait atteindre un taux de production de CH4 de 0,8 mL/min et un taux de production d’O2 de 2,3 mL/min à 600 mA/cm2.
« En raison de la configuration complexe du système, le fonctionnement sans pilote du système de conversion de CO2 est considéré comme l’un des goulots d’étranglement pour réaliser l’application de la technologie », explique Yujie Xiong.
Compte tenu de la main-d’œuvre limitée sur les sites extraterrestres, il est hautement souhaitable de faire fonctionner une telle conversion électrocatalytique du CO2 par un système robotique. À cet égard, l’équipe de recherche a tenté de simplifier la configuration du système de conversion électrocatalytique du CO2 pour répondre aux exigences opérationnelles du système robotique. Leur système robotique développé pourrait faire fonctionner l’ensemble du processus, de la préparation du catalyseur à la configuration du système électrocatalytique.
Yuan Zhong et al, Utilisation des ressources in situ du sol lunaire pour un approvisionnement extraterrestre en carburant et en oxygène très efficace, Examen scientifique national (2022). DOI : 10.1093/nsr/nwac200