突破！光驱动水裂解产生氢气和氧气 有助长期星际飞行

本报北京7月11日电(记者张)英国《自然通讯》杂志10日发表了化学领域的一项新突破:美国加州理工学院的研究小组展示了在模拟空间近乎零重力的情况下，光驱动水分裂产生氢和氧。该结果将应用于长期星际飞行，利用水生产设备燃料和可呼吸的氧气。

植物可以将光和水转化为燃料和氧气。这一过程依赖绿色植物、藻类和蓝细菌，通过叶绿体收集太阳能，将二氧化碳和水转化为高能有机化合物并释放氧气。最关键的步骤之一是由光驱动的反应，将水分子分裂成氧、氢离子和电子。这种反应为地球上所有复杂的生命提供能量和氧气，可以说这是光合作用的核心。

科学家们一直希望模仿和改善这一自然过程，并通过人工光合作用大规模利用可再生能源。虽然这项技术在地球上的应用取得了进展，但迄今为止还没有研究探索其在长期空间飞行中的应用潜力。

加州理工学院的研究员凯瑟琳·布林克尔特和她的同事们开发了一种高性能光电化学电池，它可以利用光在接近零重力的情况下分解水。研究人员在用于产生微重力的坠落塔中进行了一系列实验，探索如何在接近零重力的模拟空间环境中实现空间太阳能水分离。他们发现，缺乏重力会减少光驱动的水分裂活动，因为表面只去除了有限数量的气泡。然而，通过调整电池中纳米结构的形状，研究人员可以促进气泡的释放，并在低重力下保持水分裂的活性。

在这个阶段，如果人类想探索另一个恒星系统，他们不仅需要创新飞行动力系统，还需要新的生命支持技术。研究小组相信，这项成就有望改善和扩展长期太空飞行的生命支持系统。同时，该研究也为如何改进地面光驱分水装置提供了一种思路。