合肥深空探测实验室团队研发出新催化方案，能够把火星大气里占比超 95% 的二氧化碳转化成甲醇，给未来火星长期定居的能源供给提供了一条可行路线，不用从地球大批量运送燃料，大幅降低载人驻留的成本和风险。火星大气本身非常稀薄，气压远低于地球，直接提取、转化二氧化碳难度很高，过去很多方案偏向合成甲烷，甲烷需要极低温度才能液化储存，配套设备复杂、能耗高。这套方案依靠 MOF-808-NaCu 双位点催化剂，钠位点负责捕捉、活化二氧化碳，铜位点完成氢化反应生成甲醇，实验室测试中每公斤催化剂每小时可以产出 245 克甲醇，产出效率是无钠铜基催化剂的 11 倍，并且连续 12 小时运行保持稳定。甲醇常温下就是液态，储存条件宽松，既能用来发电、供暖、驱动火星车，还可以作为化工原料，用来生产防冻液、基地建材等物资，属于燃料兼基础原料，不过目前成果还停留在实验室验证阶段，距离真正放到火星地表落地还有不少工程难题需要攻克。
项目核心信息表
| 项目 | 详情 |
|---|---|
| 研发单位 | 合肥深空探测实验室 |
| 核心催化剂 | MOF-808-NaCu（钠铜双位点 MOF 催化剂） |
| 转化原料 | 火星大气中的二氧化碳（火星大气约 95.9% 为 CO₂） |
| 反应产物 | 甲醇（液态燃料、化工原料） |
| 关键指标 | 245 g・kgcat⁻¹・h⁻¹，较无钠铜催化剂提升 11 倍 |
| 稳定测试时长 | 12 小时连续稳定产出 |
| 配套原料需求 | 氢气，可从火星水冰资源制取 |
| 成果发表 | 《深空探测学报》 |
催化原理简单说明
- 吸附活化：催化剂里的钠位点优先捕获稀薄环境里的二氧化碳分子，改变分子结构，降低反应门槛；
- 氢化合成：相邻铜位点作为反应中心，和氢气发生氢化反应，定向生成甲醇，减少一氧化碳这类副产物；
- 产物分离：生成的甲醇常温液态，方便收集储存，不需要低温制冷系统。
甲醇在火星基地的用途清单
- 能源类：燃料电池发电、基地供暖、火星车动力燃料
- 化工原料类：制备防冻液、密封材料、3D 打印耗材、基地建筑原料
- 配套链路：配合火星原位制氢、水冰开采，形成完整的原位资源循环
技术优势与现存挑战
✅ 优势
- 储存难度低：常温液态，对比甲烷不需要零下 161℃低温储存，简化储罐、管路设计
- 功能多元：不只是燃料，还能支撑基地化工生产，一物多用
- 适配稀薄气源：针对火星低气压、低浓度 CO₂场景优化，捕获能力更强
⚠️ 现存挑战
- 仅实验室环境验证，还没有在火星真实环境开展试验
- 火星上获取氢气需要配套水冰开采、电解装置，整套系统体积、能耗需要控制
- 火星极端温差、沙尘环境会影响催化剂寿命，需要做防护设计
- 整套转化设备的轻量化、低功耗改造，才能适配火星着陆器搭载
【相关 FAQ】
问题 1：中国科学家把火星稀薄大气变成甲醇，用的是什么催化剂？
回答 1：中国科学家把火星稀薄大气变成甲醇，核心催化剂是 MOF-808-NaCu 钠铜双位点 MOF 催化剂，钠吸附二氧化碳，铜催化氢化生成甲醇。
问题 2：火星稀薄大气转化甲醇产出效率怎么样，能稳定运行多久？
回答 2：火星稀薄大气转化甲醇方案，实验室条件下每公斤催化剂每小时产出 245 克甲醇，效率提升 11 倍，可以连续稳定运行 12 小时。
问题 3：火星稀薄大气转化得到的甲醇，对于火星定居有哪些用处？
回答 3：火星稀薄大气转化得到的甲醇，既可以作为燃料发电、供暖、驱动火星车，也能作为化工原料生产防冻液、基地建材。
问题 4：火星稀薄大气转化甲醇这项技术，现在是不是已经可以直接在火星使用？
回答 4：火星稀薄大气转化甲醇目前只是实验室验证成果，还没有在火星实地部署，还有工程、能耗、沙尘防护等大量难题需要解决。
【参考资料】
[2026-11-11]（中国科学家把火星稀薄大气变成甲醇 定居火星的能源有新解）腾讯新闻
[2026-11-11]（【 中国科学家将火星空气变成液体燃料 】）南京晨报
[2026-10-28]（Chinese Team Reports Catalyst That Boosts Methanol Output From Martian-Style CO₂ 11.1-Fold）XenoSpectrum
【免责声明】
本文仅为科研成果科普资讯，不代表该技术已经完成火星实地工程验证；火星稀薄大气转化甲醇的实际产能、稳定性、设备落地难度受火星气压、温度、沙尘、制氢配套等多重条件影响，详细论文结论、后续试验进展请以深空探测实验室及期刊官方发布为准。