Il progetto “Lunar In-Situ Aluminum Production through Molten Salt Electrolysis” (LISAP-MSE), sviluppato dalla Missouri University of Science and Technology, propone un metodo all’avanguardia per la produzione di alluminio direttamente sulla superficie lunare. Utilizzando l’anortite, un minerale ricco di alluminio abbondante negli altopiani lunari, il processo ha recentemente dimostrato la sua efficacia producendo sferoidi metallici con una purezza dell’85% di alluminio in massa, un risultato sperimentale significativo che conferma la validità concettuale e tecnica dell’approccio.
Contesto e Obiettivi
Con il programma Artemis della NASA volto a stabilire una presenza umana permanente sulla Luna, è essenziale sviluppare tecnologie per sfruttare le risorse locali (ISRU – In-Situ Resource Utilization). LISAP-MSE risponde a questa esigenza permettendo la produzione di materiali critici come l’alluminio e l’ossigeno direttamente dal suolo lunare.
Il Processo LISAP-MSE
Il cuore del processo è l’elettrolisi dell’ossido di alluminio (Al2O3) in un bagno di sale fuso di cloruro di calcio (CaCl2) a circa 900°C, secondo il metodo FFC Cambridge. Questo permette di ottenere alluminio metallico e ossigeno gassoso. La reazione avviene con un potenziale elettrico di circa 3 volt.
L’anortite viene inizialmente trattata con acido cloridrico (HCl), generando cloruro di alluminio esaidrato (AlCl3·6H2O), cloruro di calcio e silice. I composti di alluminio vengono trasformati in ossido di alluminio tramite riscaldamento progressivo fino a 400°C. Successivamente, l’ossido di alluminio viene ridotto elettrochimicamente.
Risultati Sperimentali Recenti
Le prove condotte con una cella elettrolitica sviluppata internamente hanno prodotto sferoidi metallici con l’85% di alluminio in massa, un traguardo importante che dimostra l’efficacia del processo end-to-end. Questi risultati indicano che LISAP-MSE è in grado di produrre alluminio di elevata purezza utilizzabile per la costruzione di infrastrutture lunari.
Risorse Derivate
Oltre all’alluminio, il processo produce anche:
- Ossigeno, utile per la respirazione e la propulsione;
- Acqua, essenziale per il supporto vitale;
- Silice, con potenziale uso edilizio;
- Cloruro di calcio, che può essere riciclato nel processo.
Importanza Strategica
Il LISAP-MSE è progettato per essere scalabile e sostenibile. Dopo un’iniziale fornitura di acqua e HCl, il sistema è in grado di auto-rigenerarsi, riducendo la necessità di rifornimenti terrestri. Questo rende il processo altamente adatto per missioni a lungo termine.
Prospettive Future
Attualmente il progetto sta finalizzando la raccolta fondi e l’acquisizione dei materiali. Sono previste ulteriori prove in laboratorio atmosferico e in camere a vuoto presso il campus della Missouri S&T, che mirano a confermare la stabilità e l’efficienza del sistema in condizioni analoghe a quelle lunari.
Fonte: Science Direct
