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

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的星舰首次高空试飞，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，粮食作物种植和废物管理至关重要。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