Společnost Honda podepsala smlouvu o výzkumu a vývoji s agenturou JAXA týkající se „systému oběhu obnovitelné energie“.
Společnost Honda podepsala smlouvu o výzkumu a vývoji s agenturou JAXA týkající se „systému oběhu obnovitelné energie“, který má dodávat elektřinu na podporu života v prostoru pro lidi během průzkumu měsíčního povrchu.
TOKYO, Japonsko, 19. ledna 2023 – společnost Honda dnes oznámila, že podepsala smlouvu o výzkumu a vývoji*1 s japonskou kosmickou agenturou Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) týkající se „systému oběhu obnovitelné energie“, který má dodávat elektřinu pro zachování funkčnosti životního prostoru a různých systémů lunárních vozítek. Na základě této smlouvy agentura JAXA pověří společnost Honda, aby nejprve provedla koncepční studie a poté do konce japonského fiskálního roku 2023 (31. března 2024) vyvinula „experimentální model*2“, prototyp v rané fázi.
Systém oběhu obnovitelné energie kombinuje systém vysokotlaké elektrolýzy vody se systémem palivových článků společnosti Honda a je navržen pro nepřetržitou výrobu kyslíku, vodíku a elektřiny ze sluneční energie a vody. Po podpisu dohody o společném výzkumu s agenturou JAXA v listopadu 2020 pokračovala společnost Honda ve výzkumu systému oběhu obnovitelné energie pro použití na povrchu Měsíce. Podpis této nové smlouvy o výzkumu a vývoji představuje pro společnost Honda další krok vpřed.
*1 Smlouva na koncepční studii a vytvoření prototypů funkčních prvků pro systém rekuperačních palivových článků přetlakového vozítka s posádkou. Systém rekuperačních palivových článků se skládá ze systému elektrolýzy vody a systému palivových článků. Při elektrolýze vody vzniká kyslík a vodík a opětovným navázáním vodíku na kyslík systém palivových článků vyrábí elektřinu. Systém rekuperačních palivových článků společnosti Honda se nazývá „systém oběhu obnovitelné energie“ a obsahuje originální systém společnosti Honda pro vysokotlakou elektrolýzu vody.
*2 Systémy, které mají být použity ve vesmíru, se obvykle vyvíjejí vytvářením prototypů ve fázích, jako je „experimentální model“, „technický model“ a „letový model“, v závislosti na fázi vývoje.
Souvislosti diskuse o použití systému oběhu obnovitelné energie společnosti Honda
Program Artemis, mezinárodní program průzkumu vesmíru vedený USA, kterého se účastní i Japonsko, plánuje do roku 2030 dlouhodobý lidský průzkum měsíčního povrchu. Aby mohli lidé pobývat na Měsíci za účelem dlouhodobého průzkumu, bude nutné zajistit 1) elektřinu k pohonu lunárních vozidel a 2) elektřinu, která lidem umožní žít uvnitř vozidel.
V oblastech měsíčního povrchu s nejnižší dobou trvání slunečního svitu se opakuje cyklus 14 dnů světla a 14 dnů noci. Během dne, kdy venku svítí slunce, může být vyráběna solární energie a dodávána do obytného prostoru uvnitř lunárních vozidel. V noci však musí být elektřina zajištěna jiným způsobem. Jednou z možností by bylo dopravit na měsíční povrch sekundární baterie a ukládat do nich vyrobenou solární energii. Tento postup by však vedl k enormním nákladům na přepravu velkého počtu baterií ze Země na Měsíc.
Proto byl jako potenciální prostředek pro dodávky elektřiny na měsíčním povrchu vybrán systém oběhu obnovitelné energie společnosti Honda, který je kompaktnější a lehčí než sekundární baterie.
Jak systém oběhu obnovitelné energie funguje a jeho klíčové vlastnosti
Systém oběhu obnovitelné energie, který kombinuje původní systém vysokotlaké elektrolýzy vody a systém palivových článků společnosti Honda, nepřetržitě vyrábí kyslík, vodík a elektřinu ze sluneční energie a vody. Při použití na měsíčním povrchu využívá systém vysokotlaké elektrolýzy vody elektřinu vyrobenou ze sluneční energie během dne a provádí elektrolýzu vody za vzniku kyslíku a vodíku, jež se ukládají v zásobnících. Během noci využívá systém palivových článků uložený kyslík a vodík k výrobě elektřiny, která se dodává do obytného prostoru pro lidi.
Systém vysokotlaké elektrolýzy vody společnosti Honda je kompaktní, protože nevyžaduje kompresor, který systémy obvykle potřebují ke stlačování vodíku. Kromě toho má systém oběhu obnovitelné energie vyšší gravimetrickou hustotu energie (energie na jednotku hmotnosti) *3 než sekundární baterie, a proto k uložení stejného množství energie vyžaduje menší hmotnost než sekundární baterie. Díky těmto klíčovým vlastnostem může systém oběhu obnovitelné energie společnosti Honda přispět ke snížení kapacity užitečného zatížení a hmotnosti, což je ve vesmírné dopravě hlavní výzva.
Společnost Honda pracuje na výzkumu a vývoji vodíkových technologií již mnoho let. V roce 2002 se společnost Honda stala první společností na světě, která zahájila leasingový prodej vozidel s palivovými články. Kromě toho společnost Honda vyvíjí a instaluje inteligentní vodíkové stanice využívající její systémy pro vysokotlakou elektrolýzu vody. Společně s agenturou JAXA bude společnost Honda usilovat o realizaci systému oběhu obnovitelné energie s využitím vodíkových technologií, které společnost Honda doposud vyvinula.
*3 Hustota energie 480 Wh/kg nebo více u systémů rekuperačních palivových článků (obecný technologický termín pro systém oběhu obnovitelné energie společnosti Honda). Přibližně 200 Wh/kg u lithium-iontových baterií určených pro průzkum Měsíce.
Zdroj: „Energy Storage Devices for Space Exploration“ [Zařízení na ukládání energie pro průzkum vesmíru], Hitoshi Naito, Japan Aerospace Exploration Agency, Technická zpráva GS Yuasa 2016 (Web)
https://www.gs-yuasa.com/jp/technology/technical_report/pdf/vol13_2/13_02_001.pdf (v japonštině)
Další potenciál pro využití systému oběhu obnovitelné energie
Elektřina není jediná věc, kterou může systém oběhu obnovitelné energie společnosti Honda vyrábět, může také produkovat kyslík a vodík, pokud je k dispozici voda a sluneční energie. Společnost Honda předpokládá, že kyslík budou využívat lidé na lunárních základnách a vodík se bude používat jako palivo kosmických lodí pro cesty na Měsíc a z něj. Současně při použití na Zemi může systém oběhu obnovitelné energie sloužit jako uhlíkově neutrální systém zásobování energií, který vyrábí elektřinu využitím sluneční energie a hojných vodních zdrojů dostupných na Zemi. Společnost Honda bude pokračovat ve výzkumu a vývoji svého systému oběhu obnovitelné energie s původním cílem využít jej ve vesmíru, poté dodávat technologie vynalezené prostřednictvím této výzvy zpět na Zemi a usilovat o realizaci cílů společnosti v oblasti uhlíkové neutrality do roku 2050.