东京科学大学 用人类尿液制造肥料:日本的研究人员用电化学方法从尿液中制造氨，在太空中种植植物
信用:Freepik 在极端环境下，即使是最普通的任务看起来也像是无法克服的挑战
由于这些困难，人类在很大程度上定居在有利于收割庄稼、放牛和建造避难所的土地上
但是，当我们寻求扩大人类探索的范围时，无论是在地球上还是在太空中，开拓这一探索的人们无疑将面临各种实际上不利于人类居住的条件
无论是在南极还是在火星(也许在不久的将来)，任何长期定居计划面临的最大挑战之一是实现一定程度的自治，使孤立的殖民地即使在灾难性的供应失败的情况下也能生存下来
实现这种自主的关键是确保食物的充足和自给自足
因此，不出所料，空间农业技术是东京科学大学太空殖民地研究中心目前正在进行的研究课题之一
这里的研究人员希望引领安全和可持续空间农业的技术发展——目的是在一个极其封闭的环境中，如空间站，维持人类长时间的生存
为此，一个由东京科学大学初级副教授铃木纪弘领导的日本研究团队进行了一项创新性研究——这项研究以“信”的形式发表，登上了著名的《皇家化学学会化学新杂志》的封面
在这项研究中，博士
铃木和他的团队致力于解决封闭环境中的食品生产问题，例如空间站中的食品生产问题
意识到农民们几千年来一直将动物粪便作为肥料，作为一种丰富的氮源
铃木和他的团队一直在研究用尿素(尿液的主要成分)制造它来制造液体肥料的可能性
这也将同时解决人类垃圾处理或太空管理的问题！作为博士
铃木解释道，“从制造有用产品的角度来看，这个过程很有趣，我
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氨，来自废品，我
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，尿液，在大气压和室温下使用普通设备
" 该研究团队——其中还包括奥卡崎明弘、高木凯和奥卡制造公司的泽泉
有限的
，日本——设计了一种从人造尿样中提取铵离子(通常在标准肥料中发现)的电化学方法
他们的实验装置很简单:一边是一个反应池，里面有一个掺硼的金刚石(BDD)电极和一种光诱导催化剂或二氧化钛制成的“光催化剂”材料
另一方面，有一个带有简单铂电极的“反”电池
当电流进入反应池时，尿素被氧化，形成铵离子
医生
铃木对这一突破的描述是这样的，“我加入了参与食品生产的‘太空农业团队’，我的研究专业是物理化学；因此，我想出了“电化学”制造液体肥料的想法
" 研究小组随后通过比较细胞在有和没有光催化剂的情况下的反应，检查了细胞在有光催化剂的情况下是否会更有效
他们发现，虽然尿素的初始消耗大致相同，但当引入光催化剂时，产生的氮基离子在时间和分布上都有所不同
值得注意的是，在光催化剂的存在下，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
医生
铃木说，“我们计划用实际的尿样进行实验，因为它不仅含有对植物营养至关重要的主要元素(磷、氮、钾)，还含有次要元素(硫、钙、镁)。因此，博士
铃木和他的团队乐观地认为，这种方法为在封闭空间生产液体肥料提供了坚实的基础
医生
铃木观察到，“这将有助于在极其封闭的空间(如空间站)中长期停留
" 人类居住在火星上可能仍然是一个相当遥远的现实，但这项研究似乎确实表明，我们甚至在真正到达那里之前，就可以在太空中确保可持续性。
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