Honda signerer forsknings - og utviklingskontrakt med JAXA om «sirkulerende fornybart energisystem» designet for å levere elektrisitet til boområdene for mennesker under måneoverflateutforskning

TOKYO, Japan, 19. januar 2023 – Honda kunngjorde i dag at de har signert en forsknings- og utviklingskontrakt^*1 med Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) om et «sirkulerende fornybart energisystem» som er utformet for å levere elektrisitet for å opprettholde funksjonaliteten til boområdet og de ulike systemene av månerovere. Basert på denne kontrakten vil Honda, på oppdrag fra JAXA, gjennomføre de første konseptstudiene og deretter utvikle en «breadboard-modell»^*2, en prototype på tidlig stadium, ved slutten av det japanske regnskapsåret 2023 (31. mars 2024).

Det sirkulerende fornybare energisystemet kombinerer Hondas originale vannelektrolysesystem med høyt differensialtrykk og et brenselcellesystem, og det er designet for kontinuerlig produksjon av oksygen, hydrogen og elektrisitet fra solenergi og vann. Etter å ha signert en felles forskningsavtale med JAXA i november 2020 fortsatte Honda å forske på det sirkulerende fornybare energisystemet som skal brukes på månens overflate. Signeringen av denne nye FoU-kontrakten representerer nok et skritt fremover for Honda.

*1 En kontrakt om konseptstudie og prototyping av funksjonelle elementer for regenerativt brenselcellesystem i en bemannet trykksatt rover. Et regenerativt brenselcellesystem består av et vannelektrolysesystem og et brenselcellesystem. Et vannelektrolysesystem elektrolyserer vann for å produsere oksygen og hydrogen, og et fullcellesystem genererer elektrisitet fra hydrogen til oksygen. Hondas regenerative brenselcellesystem kalles «sirkulerende fornybart energisystem», siden det har Hondas originale vannelektrolysesystem med høyt differensialtrykk.

*2 Systemer som skal brukes i verdensrommet, utvikles vanligvis ved å bygge prototyper i stadier, som for eksempel en «breadbord-modell», «ingeniørmodell» og «flymodell», avhengig av utviklingsstadiet.

【Bakgrunn for drøftelser om bruken av Hondas sirkulerende fornybare energisystem】

Artemis-programmet, det amerikanske internasjonale romforskningsprogrammet der Japan også deltar, planlegger en menneskelig måneoverflateutforskning som skal gjennomføres over en lengre periode i andre halvdel av 2020-tallet. For at mennesker skal kunne oppholde seg og utforske månen over lengre tid, vil det være nødvendig å ha 1) nok elektrisitet til å kjøre månerovere og 2) elektrisitet som gjør det mulig for menneskene å leve i kjøretøyene.

I områder på månens overflate som har minst sol, er det en gjentatt syklus på 14 dager med lys og 14 dager med mørke. På dagtid, når solen er oppe, kan elektrisitet genereres gjennom solenergi og leveres til boområdet inne i måneroverene. Men om natten må elektrisitet sikres på en annen måte. Et alternativ ville være å plassere sekundære batterier på måneoverflaten og lagre elektrisiteten som genereres av solenergi. Denne metoden vil imidlertid medføre høye kostnader tilknyttet transporteringen av et stort antall batterier fra jorden til månen.

Dette er grunnen til at Hondas sirkulerende fornybare energisystem, som er mer kompakt og lettere enn sekundære batterier, ble valgt som en potensiell metode for å sørge for elektrisitet på månens overflate.

【Slik fungerer det sirkulerende fornybare energisystemet, og viktige funksjoner i systemet】

Det sirkulerende fornybare energisystemet, som kombinerer Hondas originale vannelektrolysesystem med høyt differensialtrykk og et brenselcellesystem, produserer kontinuerlig oksygen, hydrogen og elektrisitet ved bruk av solenergi og vann. Når det er i drift på månens overflate, bruker vannelektrolysesystemet med høyt differensialtrykk elektrisitet generert fra solenergi på dagtid og elektrolyserer vann for å produsere oksygen og hydrogen, som vil bli lagret i tanker. I løpet av natten bruker brenselcellesystemet lagret oksygen og hydrogen til å generere elektrisitet, som igjen blir brukt til menneskenes boområde.

Hondas vannelektrolysesystem med høyt differensialtrykk er kompakt fordi det ikke krever en kompressor, i motsetning til typiske systemer som må komprimere hydrogen. Videre har det sirkulerende fornybare energisystemet høyere gravimetrisk energitetthet (energi per masseenhet)^*3 enn et sekundært batteri, og derfor krever det mindre masse enn et sekundært batteri for å lagre samme mengde energi. På grunn av disse viktige funksjonene kan Hondas sirkulerende fornybare energisystem bidra til å redusere nyttelastkapasiteten og -massen, noe som er en stor utfordring innen romtransport.

Honda har jobbet med forskning og utvikling av hydrogenteknologi i mange år. Honda ble i 2002 det første selskapet i verden som startet leasingsalg av brenselcellekjøretøyer. Honda har også utviklet og installert smarte hydrogenstasjoner ved hjelp av vannelektrolysesystemer med høyt differensialtrykk. Sammen med JAXA vil Honda jobbe for å realisere et sirkulerende fornybart energisystem ved å bruke hydrogenteknologier som Honda har samlet inn.

*3 Energitetthet på 480 Wh/kg eller mer for regenerative brenselcellesystemer (generell teknologisk betegnelse for Hondas sirkulerende fornybare energisystem). Omtrent 200 Wh/kg for litium-ion-batterier designet for måneutforskning.
Kilde: «Energy Storage Devices for Space Exploration» av Hitoshi Naito, Japan Aerospace Exploration Agency,
2016 GS Yuasa Technical Report (nett)
https://www.gs-yuasa.com/jp/technology/technical_report/pdf/vol13_2/13_02_001.pdf (på japansk)

【Ytterligere potensial for utnyttelse av et sirkulerende fornybart energisystem】

Elektrisitet er ikke det eneste Hondas sirkulerende fornybare energisystem kan generere. Det kan også produsere oksygen og hydrogen så lenge det finnes vann og solenergi. Honda går ut i fra at oksygenet vil bli brukt til mennesker ved utpostene og hydrogenet vil bli brukt som drivstoff for romfartøy under ankomst til og avreise fra månen. I tillegg kan det sirkulerende fornybare energisystemet, når det brukes på jorden, fungere som et karbonnøytralt energiforsyningssystem, som genererer elektrisitet ved å utnytte solenergi og de rikelige vannressursene som er tilgjengelige på jorden. Honda vil satse på forskning og utvikling av det sirkulerende fornybare energisystemet med det opprinnelige målet om å bruke det i verdensrommet, for deretter å bruke teknologiene som er samlet gjennom denne utfordringen, på jorden og strebe etter å realisere selskapets karbonnøytralitetsmål for 2050.

【For referanse】

・  Pressemelding: «JAXA og Honda starter en gjennomførbarhetsstudie om et sirkulerende fornybart energisystem – som muliggjør bærekraftige romaktiviteter ved å skape miljøer som gjør det mulig for mennesker å overleve i verdensrommet –»

https://global.honda/newsroom/news/2021/c210614eng.html

・  Honda Future Technology (nettsted): Det sirkulerende fornybare energisystemet
https://global.honda/innovation/advanced-technology/circulative-renewable-energy-system.html