“在火星上现场制造氧气的小装置实验完成”

（信息来源：互联网资讯）

关于人类殖民火星，最近有一个小小里程碑，就是MIT做的在火星上现场制造氧气的小装置MOXIE的制氧实验圆满完成，实际数据比预想结果还好。

MOXIE全称Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment, 2020年搭载在NASA的Perseverance上一起飞向火星。

从2021年降落火星至今，MOXIE一共产出了122克氧气，而且是纯度至少98%的氧气，可供一只小狗狗呼吸大约10小时，这个数据是之前预想的2倍。

MOXIE一共进行了16次制氧实验，最后一次8月7号，产出了9.8克氧气。所有的实验technical requirements它都完成了，经历了各种不同的外部环境，历时一整个火星年。

火星大气层96%是二氧化碳，只有0.13%是氧气。只有微波炉大小的MOXIE的任务就是从火星大气层中采集二氧化碳，然后制造氧气。

制造方法是：

Filter, 采集、压缩、加热火星大气；

用solid oxide electrolysis把二氧化碳分解成一氧化碳分子和氧原子；

然后把氧原子 (O) 合成氧气 (O2)。

Solid oxide指的是一些ceramic oxides (陶瓷), 在高温下会变成氧离子的conductors. MOXIE上用到的陶瓷是scandia-stabilized zirconia, 温度需要800摄氏度。

陶瓷做成solid electrolyte, 薄薄的一层，nonporous的，然后夹在两层porous的electrodes (cathode) 之间。二氧化碳穿透cathode, 到达electrode-electrolyte边界附近。

在高温下，二氧化碳分子中的化学键被破坏 (也就是thermal disassociation), 又在electrocatalysis的作用下，氧原子彻底脱离原先的二氧化碳分子。

脱离出来的氧原子和cathode中的电子结合，变成了氧离子 (O2-). 然后加上DC电压，带有负电荷的氧离子被输送到了electrolyte–anode interface, 此时氧离子再把电子还给anode, 变回氧原子。这样两个氧原子结合，产生氧分子。

（2023年9月10日）

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