马斯克狂喜:火星种土豆或将实现,用尿液制造肥料,促进太空农业

2020
12/19

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生物世界
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《火星救援》中的火星种土豆可以实现?

撰文 | 王聪
编辑 | nagashi
排版 | 水成文


2015年,马特·达蒙主演的科幻电影《火星救援》上映,电影中意外滞留火星的马特·达蒙靠种土豆撑到了地面救援。

实际上,2016年美国宇航局(NASA)曾模拟火星环境,在绕地卫星中成功培育土豆,这意味着将来人类移民火星,土豆或许是首先被种植的作物。

近日,SpaceX星舰首次高空试飞,虽然在最后时刻炸了,但全世界网友共同见证了埃隆·马斯克的又一次冒险,他也距离自己定下的移民火星的梦想更近了一步。


在人类历史上,人们总是倾向于寻找适合种植庄稼、放牧牛羊、建造庇护所的地方定居。

但是当人类进行太空探索的时候,在空间站等极端封闭的环境中或火星等外星基地,人类面临的困难显然远超在地球上所面临的困难。

在空间站等极端封闭的环境中或火星等外星基地,粮食作物种植废物管理至关重要。但是,人类目前仍然缺少实现这一目标的技术。这两个问题不解决,人类太空移民的梦想就难以实现。

近日,东京理科大学的研究人员在 New Journal of Chemistry of the Royal Society of Chemistry 杂志发表了题为:Formation of ammonium ions by electrochemical oxidation of urea with a boron-doped diamond electrode 的研究论文。

研究团队开发了一种简单有效而又廉价的方法,可以将尿液制造成液态肥料(氨),既解决了种植粮食作物所需的肥料,又解决了废物的处理问题为解决人类在太空中或外星基地的封闭环境中的长期生存,指出了一个有希望的道路


数千年来,农民一直将动物的粪便用作肥料,作为氮肥的丰富来源。

该研究团队也一直在研究用尿素(尿液中的主要成分)制造成液态肥料的可能性。如果能在常温常压条件下,用简单的通用设备从尿液能人类废物中制造出氨水等氮肥,这既能解决人类在封闭环境中的肥料来源,又能同时解决封闭环境中人类废物的处理问题。

为了实现这一设想,研究团队开发了一个“简单”的装置:一部分是通过一个“反应”池,带有“掺硼金刚石(BDD)电极和由二氧化钛制成的“光催化剂”材料;另一部分是带有简单铂电极的“反向”池。

通过这种“电化学”工艺,当电流通过反应池时,尿素被氧化,形成铵离子,从而成功从尿液中提取铵离子

研究团队进一步发现,在消耗相同的尿素时,有光催化剂存在时,产生氮基离子的时间和分布均发生变化,而此时亚硝酸根和硝酸根离子的浓度没有升高,这表明光催化剂的存在促进了铵离子的形成。


研究团队认为,这种方法为在封闭空间中液态肥料提供了坚实的基础,这对于人类在空间站和外星基地中的长期生存非常有用

移民火星并长期居住在火星,对于现在人类而言,仍然难以实现,在人类真正到达火星之前,必须先确保能在那里长期生存,但这项研究无意表明,这或许不再是一个遥不可及的梦想。

论文链接:

https://doi.org/10.1039/D0NJ03347B

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关键词:
马斯克,铵离子,尿液,土豆,火星,肥料

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