随着月球探测任务的持续推进，利用月壤资源开展原位利用成为深空探索的关键技术。月壤原位利用是指在月球表面直接利用月壤资源进行材料制备、能源提取等技术，以降低地月运输成本并支持长期月球活动。月壤即月球表面的覆盖物质，由于其稀缺性和不可再生性，科学家通过地球材料配制出模拟月壤，通过匹配月壤的矿物组成、颗粒形态和物理性质，模拟月壤为地面实验提供了可行替代品。中国科学技术大学熊宇杰教授、龙冉教授等在ACS Materials Letters期刊发表题为“Ultrafast Joule Heating Processing of Lunar Soil Minerals for Water Electrolysis”的研究论文。该研究采高保真复刻SimulTek模拟月壤SC-071D、SC-080月球土壤模拟物，通过在约2000°C的高温下将月球土壤矿物烧结成非晶态基质，显著提高了其作为水电解催化剂的性能。实验结果表明，经过处理的非晶态矿物不仅大幅降低了过电位，还展现出良好的稳定性（超过150小时），这归功于增强的电荷传输动力学和内在活性的提升。进一步地，我们利用烧结后的月球土壤模拟物组装了太阳能驱动的水电解堆，并成功实现了氢气和氧气的持续生产，证明了该系统在太空环境中的实际应用潜力。该研究不仅为月球土壤的原位资源利用提供了新的视角，还为未来月球基地的可持续发展提供了切实可行的技术路径。上图1展示了月球土壤模拟物及其主要矿物成分的氢气进化反应（HER）性能。图1a和1b分别采用了高保真复刻SimulTek模拟月壤SC-071D、SC-080月球土壤模拟物的照片和XRD图谱。这些模拟物的成分和粒度分布与阿波罗样本相匹配，其中SC-071D模拟月球平原的月壤，而SC-080主要模拟月球高原土壤。图1c和1d展示了月球土壤模拟物及其包含的矿物成分的LSV曲线。
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