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天文科普：光驅動水裂解產生氫氣和氧氣 有助長期星際飛行
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美國加州理工學院團隊展示了在模擬太空的近零重力下，光驅動水裂解產(chan) 生氫氣和氧氣。該成果將應用於(yu) 長期星際飛行，利用水來生產(chan) 設備用燃料和可呼吸的氧氣。
植物能夠將光和水轉化為(wei) 燃料和氧氣。這一過程以綠色植物、海藻和藍細菌等為(wei) 依托，通過葉綠體(ti) 收集太陽光能，將二氧化碳和水轉化成富有能量的有機化合物，並釋放出氧氣。其中最為(wei) 關(guan) 鍵的一步是由光驅動將水分子裂解為(wei) 氧氣、氫離子和電子的反應，該反應向地球上所有複雜的生命提供能量和氧氣，可以說是光合作用的核心。
科學家一直希望模仿和改進這種自然過程，通過人工光合作用大規模利用可再生能源。雖然這項技術在地球上的應用取得了進展，但是，迄今尚未有研究探索它在長期航天飛行方麵的應用潛力。
加州理工學院研究人員凱瑟裏納·布林克特及其同事，此次開發了一種高性能的光電化學電池，它們(men) 能夠在接近零重力的情況下利用光來裂解水。研究人員在用於(yu) 產(chan) 生微重力的落塔中開展了一係列實驗，在模擬太空的近零重力環境中探索如何在太空中實現太陽能水裂解。他們(men) 發現，缺乏重力會(hui) 減少光驅動的水裂解活動，因為(wei) 表麵去除的氣泡有限。然而，通過調整電池中納米結構的形狀，研究人員能夠促進氣泡釋放，維持低重力下的水裂解活動。
對現階段而言，如果人類希望前往另一顆恒星係統進行探索，除了需要革新飛行動力係統,還需要新的生命支持技術。研究團隊認為(wei) ，這項成果就有望改善和延長長期航天飛行的生命支持係統。與(yu) 此同時，該研究也為(wei) 如何改進地麵光驅水裂解裝置提供了一種思路。
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