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Kreislauf-Energiesystem von Honda und JAXA für den Mond

von redaktion
Honda / JAXA

Honda hat einen Forschungs- und Entwicklungsvertrag mit der Japan Aerospace Agency (JAXA) bezüglich eines „kreislaufgesteuerten erneuerbaren Energiesystems“ unterzeichnet, das dazu dienen soll, den Lebensraum für Wissenschaftler sowie verschiedener Mondfahrzeugsysteme durch Bereitstellung von Elektrizität aufrechtzuerhalten. Zunächst sollen Konzeptstudien ausgearbeitet werden, die dann bis Ende des japanischen Geschäftsjahres 2023 (31. März 2024) zu einem ersten Prototypen, dem „Breadboard Modell“, weiterentwickelt werden sollen.

Das kreislaufgeführte erneuerbare Energiesystem kombiniert ein Wasser-Elektrolyse-System mit hohem Differenzdruck sowie ein Brennstoffzellensystem und ist auf die kontinuierliche Produktion von Sauerstoff, Wasserstoff und Elektrizität aus Sonnenenergie und Wasser ausgelegt.

Dieses System soll im Rahmen des von den USA geleiteten Weltraumforschungsprogramms Artemis, an dem auch Japan beteiligt ist, eingesetzt werden. Der Plan sieht vor, in der zweiten Hälfte der 2020er-Jahre eine bemannte Erkundung der Mondoberfläche durchzuführen. Dabei soll die Crew längere Zeit auf dem Mond verbringen. Um dies möglich zu machen, gibt es zwei Voraussetzungen, erstens muss Elektrizität zum Antrieb der Mondfahrzeuge vorhanden sein und zweitens brauchen die Forscher ausreichend Elektrizität, damit sie in diesen Fahrzeugen über einen längeren Zeitraum überleben können.

Während der Tageslichtphasen auf dem Mond kann Elektrizität über Solarstrom bereitgestellt werden. In der Nacht könnte der Strom aus Akkus kommen. Wählt man diese Lösung, wäre mit enormen Transportkosten für die schweren Akkus zu rechnen. Das Honda / JAXA-System stellt dazu eine leichtgewichtigere Alternative dar. Auf der Monderoberfläche würde das Wasser-Elektrolyse-System mit hohem Differenzdruck die untertags aus Solarenergie generierte Elektrizität nutzen und Wasser elektrolysieren. Auf diese Weise könnten Sauer- und Wasserstoff produziert und in Tanks gespeichert werden. In der Folge kann das Brennstoffzellensystem in der Nacht Elektrizität aus dem gespeicherten Sauer- und Wasserstoff gewinnen.

Schematische Darstellung eines kreislaufgesteuerten erneuerbaren Energiesystems. © JAXA/Honda

Langjähriges Know-how

Hondas Wasser-Elektrolyse-System ist sehr kompakt und weist eine höhere gravimetrische Energiedichte als Akkus auf. Dadurch kommt dieses System für die Speicherung derselben Energiemenge mit einer geringeren Masse aus. Honda arbeitet schon seit vielen Jahren an der Erforschung von Wasserstofftechnologien. Neben dem Vertrieb von Brennstoffzellenfahrzeugen ab 2002 hat das Unternehmen auch Wasserstofftankstellen installiert, die bereits die Technologie eines Wasser-Elektrolyse-Systems mit hohem Differenzdruck nutzten.

Entwicklung für den Weltraum und die Erde

Das kreislaufgeführte erneuerbare Energiesystem kann aber nicht nur Elektrizität erzeugen, sondern auch Sauer- und Wasserstoff produzieren. Zwei Stoffe, die für die Erforschung des Weltraums essenziell sind. Den Sauerstoff brauchen die Menschen zum Atmen, Wasserstoff dient als Treibstoff für Raumfahrzeuge. Würde genug davon in Tanks auf dem Mond gespeichert, könnten damit auch Transfer-Shuttles aufgetankt werden. Kreislaufgeführte erneuerbare Energiesysteme eignen sich natürlich auch für den Einsatz auf der Erde. Die Versorgung wäre CO2-neutral und durch das auf der Erde reichlich vorhandene Wasser kann Elektrizität gewonnen werden. Honda verfolgt das Ziel, nach dem Einsatz dieser Technologie im Weltraum auf breiter Ebene, es auch auf der Erde verfügbar zu machen.


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