航天員呼出的二氧化碳不僅是廢氣，而且對(duì)人體有害。座艙空氣中二氧化碳分壓一般都控制在0.5千帕以下，達(dá)到2千帕就會(huì)影響航天員的健康和安全，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及生命。所以，航天員呼出的二氧化碳必須采取有效的措施吸收處理。

對(duì)于短期飛行的載人航天器而言，通常采用氫氧化鋰吸收航天員排入艙內(nèi)的二氧化碳。 氫氧化鋰與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的生成物為碳酸鋰，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于二氧化碳的吸收。同時(shí)使用一定量的特種活性炭吸附氣體中其他的微量有害氣體。該方法吸收效率高，工作安全可靠，但這是一種消耗性的二氧化碳去除方法，是一次性使用的。

顯然，對(duì)于短期飛行來(lái)說(shuō)，航天員呼吸的氧氣、吸收二氧化碳使用的吸收劑和凈化裝置可以一次性地由地面帶上天，其費(fèi)效比還是可以接受的。但是，對(duì)于長(zhǎng)期飛行來(lái)說(shuō)，大量的消耗品均由地面帶上或送上天，其運(yùn)行成本是十分昂貴的。所以，長(zhǎng)期飛行的載人航天器對(duì)于二氧化碳的去除需要研究新的方法。

方法之一，采用分子篩作為二氧化碳的吸附材料，利用分子篩對(duì)于二氧化碳的吸附能力吸收航天員排出的二氧化碳，同時(shí)利用艙外真空資源實(shí)現(xiàn)二氧化碳的脫附，將其排入太空。實(shí)際系統(tǒng)中采用兩組分子篩床，一組進(jìn)行吸附，另一組則進(jìn)行解吸，兩組交替工作，能夠有效地實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)二氧化碳的凈化。該方案實(shí)現(xiàn)了二氧化碳吸收材料及其裝置的重復(fù)使用，但只是將二氧化碳排出艙外，而沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)于二氧化碳的回收利用。

飛船座艙二氧化碳凈化組件及座艙通風(fēng)風(fēng)機(jī)

更為合理的技術(shù)路線是氧的再生技術(shù)，即人吸收氧氣呼出二氧化碳，對(duì)于二氧化碳進(jìn)行收集和再生處理，重新生成可供人體呼吸的氧氣。遵循這種研究思路，提出了一種基于物理化學(xué)方法的二氧化碳收集濃縮與再生技術(shù)。第一步，利用固態(tài)胺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于座艙大氣二氧化碳的吸收與濃縮；第二步，利用特種反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)于二氧化碳的加氫甲烷化的還原反應(yīng)，使之生成甲烷與水；第三步，采用電解方法對(duì)水進(jìn)行電解，產(chǎn)生氫氣和氧氣，氧氣重復(fù)供人呼吸使用。

對(duì)于大型永久性空間站或未來(lái)的外星球基地，科學(xué)家們又在航天環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)中引入了生態(tài)生保技術(shù)的概念，利用經(jīng)過(guò)優(yōu)選的高等植物的光合作用，吸收二氧化碳，產(chǎn)生氧，提高了氧再生的能力和氧氣再生回路的閉合度，同時(shí)還可補(bǔ)充人所需要的食物。這種技術(shù)稱之為“受控生態(tài)生命保障技術(shù)”，是航天環(huán)境控制與生命保障技術(shù)的新一代研究方向。