Ilt og metal fra måneregolith

På venstre side af dette før og efter billede er en bunke af simuleret månejord, eller regolith; til højre er den samme bunke efter stort set al ilten er blevet ekstraheret fra den, efterlader en blanding af metallegeringer. Både ilten og metallet kan i fremtiden blive brugt af bosættere på Månen.

Prøver returneret fra månens overflade bekræfter, at månens regolit består af 40-45 vægtprocent ilt, dets mest rigelige element.

"Denne ilt er en ekstremt værdifuld ressource, men det er kemisk bundet i materialet som oxider i form af mineraler eller glas, og er derfor ikke tilgængelig til øjeblikkelig brug, " forklarer forsker Beth Lomax fra University of Glasgow, hvis ph.d. arbejdet støttes gennem ESA's Networking and Partnering Initiative, udnytte avanceret akademisk forskning til rumapplikationer.

"Denne forskning giver et proof-of-concept, at vi kan udvinde og udnytte al ilten fra månens regolit, efterlader et potentielt nyttigt metallisk biprodukt.

"Bearbejdningen blev udført ved hjælp af en metode kaldet smeltet salt-elektrolyse. Dette er det første eksempel på direkte pulver-til-pulver-behandling af fast måneregolit-simulant, der kan udvinde stort set al ilten. Alternative metoder til månens iltudvinding opnår væsentligt lavere udbytter, eller kræve, at regolitten smeltes med ekstreme temperaturer på mere end 1600°C."

Processen involverer at placere den pulveriserede regolit i en netforet kurv med smeltet calciumchloridsalt, der tjener som en elektrolyt, opvarmet til 950°C. Ved denne temperatur forbliver regolitten fast.

Passerer en strøm gennem den får ilten til at blive ekstraheret fra regolitten og migrerer hen over saltet for at blive opsamlet ved en anode. Det tog 50 timer i alt at udvinde 96 procent af den samlede ilt, men 75 procent kan udvindes på bare de første 15 timer.

Beth tilføjer:"Dette arbejde er baseret på FCC-processen - fra initialerne af dets Cambridge-baserede opfindere - som er blevet opskaleret af et britisk firma kaldet Metalysis til kommerciel metal- og legeringsproduktion."

"Vi arbejder sammen med Metalysis og ESA for at oversætte denne industrielle proces til månekonteksten, og resultaterne indtil videre er meget lovende, " bemærker Mark Symes, Beths ph.d. vejleder ved University of Glasgow.

James Carpenter, ESA's månestrategiofficer kommenterer:"Denne proces ville give månebosættere adgang til ilt til brændstof og livsstøtte, samt en bred vifte af metallegeringer til in-situ fremstilling - det nøjagtige råmateriale, der er tilgængeligt, vil afhænge af, hvor på Månen de lander."

"Det kunne også bruges til at udvinde nyttige materialer på Mars, hvor forbehandling af råmaterialet ville give rene metaller og legeringsprodukter, " tilføjer ESAs materialeingeniør Advenit Makaya.