美國(guó)航空設(shè)備制造商和國(guó)防承包商藍(lán)色起源公司宣布，其從美國(guó)宇航局獲得了3500萬(wàn)美元的資金，幫助公司研究利用月壤生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的技術(shù)。

月壤是由塵埃、破碎的巖石和其他相關(guān)物質(zhì)組成的，存在于月球、火星和地球上。

“基于一種被稱為‘熔融月壤電解’的工藝，這項(xiàng)技術(shù)一旦獲得突破，將能在月球表面任何地方，無(wú)限量生產(chǎn)電力和電力傳輸電纜，”藍(lán)色起源公司在一份聲明中表示，“今天的投資，期待到2026年，能夠在模擬月球環(huán)境中進(jìn)行自主操作演示。”

杰夫•貝佐斯擁有的這家公司的技術(shù)包括一種可擴(kuò)展且非接觸式的融化和移動(dòng)熔融月壤的工藝。它包含一個(gè)可以對(duì)月壤模擬物質(zhì)采用“熔融月壤電解”工藝生產(chǎn)出鐵、硅和鋁的反應(yīng)器。該系統(tǒng)利用電流將這些元素從氧氣中分離出來(lái)。

“我們專有的運(yùn)輸子系統(tǒng)在1600攝氏度以上的溫度下，以可控和節(jié)能的方式移動(dòng)和分離熔融材料，并能夠耐受高溫和腐蝕性環(huán)境，”藍(lán)色起源公司在2月份發(fā)布的一份聲明中表示，“熔融月壤電解工藝通過(guò)流經(jīng)熔融月壤的電流，從月壤中依次提取出鐵、硅和鋁等元素。在我們的其中一個(gè)反應(yīng)器中，上升的氧氣氣泡表明金屬和類金屬元素正在從氧氣中分離出來(lái)。我們的反應(yīng)器的幾何形狀、金屬提煉方法以及材料選擇，將使持續(xù)的月球操作成為可能。”

該公司聲稱，這一工藝可以生產(chǎn)純度為99.999%的硅，同時(shí)，僅使用熔融月壤電解過(guò)程中的副產(chǎn)物，就可生產(chǎn)出高阻抗太陽(yáng)能玻璃。

該公司表示：“藍(lán)色起源公司僅利用月球資源生產(chǎn)太陽(yáng)能的目標(biāo)，與美國(guó)宇航局最優(yōu)先的月球至火星基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展目標(biāo)是一致的。”

美國(guó)宇航局(NASA)從月壤中開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池的第一次研究可以追溯到2005年。這項(xiàng)工作為能夠直接在月球表面建造太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能漫游車提供了概念設(shè)計(jì)。

“月球表面既有制造硅太陽(yáng)能電池所需的基本成分，又有真空的環(huán)境，可以直接在月球表面使用真空沉積技術(shù)制造薄膜太陽(yáng)能電池，而不需要額外建造真空室，”論文寫道。

2005年，休斯頓大學(xué)在月壤基底上建立了第一個(gè)硅和硫化鎘/碲化鎘薄膜光伏二極管。“制造的太陽(yáng)能電池陣列就像芯片上電子設(shè)備的放大版，”科學(xué)家們表示，“芯片必須是絕緣的，這樣不同的元件才能制成，然后以適當(dāng)?shù)碾娐愤B接在一起。” 愛(ài)沙尼亞塔林理工大學(xué) (TalTech)目前也在致力于從月壤中開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池。去年，該校推出了一種類似砂紙的太陽(yáng)能電池，依靠的是單晶微粉技術(shù)。電池由數(shù)千個(gè)直徑為50微米的小晶體組成，噴涂聚合物后被嵌入一個(gè)連續(xù)層中。

“為制作太陽(yáng)能電池，這些微晶體被涂上了緩沖層和窗口層，”塔林理工大學(xué)在一份聲明中表示，“通過(guò)這種方式，每個(gè)晶體都能像一個(gè)小型的獨(dú)立太陽(yáng)能電池一樣工作，并產(chǎn)生電力。”該校還表示，低成本的卷軸技術(shù)可能會(huì)用于生產(chǎn)電池和電板。