Honda ha anunciado la firma de un contrato de investigación y desarrollo con la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) en relación con un “Sistema de Energía Renovable Circular” diseñado para suministrar electricidad y mantener así la funcionalidad del espacio habitable y de diversos sistemas de los rovers (vehículos) lunares. Según este contrato, JAXA encargará a Honda la realización de estudios conceptuales y, a continuación, el desarrollo de un «breadboard model», el prototipo de fase inicial, para finales del ejercicio fiscal japonés de 2023 (31 de marzo de 2024).
El sistema de energía renovable circular combina un sistema de electrólisis de agua a alta presión diferencial original de Honda y un sistema de pilas de combustible, y está diseñado para la producción continua de oxígeno, hidrógeno y electricidad a partir de energía solar y agua. Tras firmar un acuerdo de investigación conjunta con JAXA en noviembre de 2020, Honda prosiguió la investigación del sistema de energía renovable circular para su aplicación en la superficie de la Luna. La firma de este nuevo contrato de I+D supone otro paso hacia adelante para Honda.
Se trata de un contrato relativo al estudio conceptual y la creación de prototipos de elementos funcionales para el sistema de pila de combustible regenerativa de un rover presurizado tripulado. Un sistema de pila de combustible regenerativa consta de un sistema de electrólisis del agua y un sistema de pila de combustible. Un sistema de electrólisis de agua electroliza el agua para producir oxígeno e hidrógeno, y un sistema de pila completa genera electricidad a partir de hidrógeno y oxígeno. El sistema de pila de combustible regenerativa de Honda se denomina “Sistema de Energía Renovable Circular”, ya que incorpora el sistema de electrólisis de agua a alta presión diferencial original de Honda.
Los sistemas que se emplean en el espacio exterior se desarrollan normalmente mediante la creación de prototipos por etapas, como un “breadboard model”, “engineering model” y “flight model, en función de la fase de desarrollo.
Contexto de discusión para el uso del sistema de energía renovable circular de Honda
El programa Artemis, el programa de exploración espacial internacional dirigido por Estados Unidos en el que también participa Japón, prevé llevar a cabo una exploración humana por la superficie lunar durante un largo período de tiempo en la segunda mitad de la década de los 2020. Para que el ser humano pueda permanecer en la Luna para una exploración a largo plazo, será necesario disponer de suministro eléctrico 1) para poder poner en funcionamiento los rovers lunares y 2) para permitir la vida humana dentro de dichos vehículos.
En las zonas de la superficie lunar con menor exposición solar, se repite un ciclo de 14 días de luz y 14 días de oscuridad. Durante el día, cuando hay sol, se puede generar electricidad mediante la energía solar y suministrarla al espacio habitable de los vehículos lunares. Pero durante la noche el suministro eléctrico debe procurarse de otro modo. Una opción sería disponer baterías secundarias en la superficie lunar y almacenar la electricidad generada a través de la energía solar. Sin embargo, este método supondría un coste enorme al tener que transportar un gran número de baterías de la Tierra a la Luna.
Por eso se eligió el sistema de energía renovable circular de Honda, más compacto y ligero que las baterías secundarias, como el medio potencial para suministrar electricidad en la superficie lunar.
Cómo funciona el sistema de energía renovable circular y cuáles son sus características principales
El sistema de energía renovable circular, que combina el sistema de electrólisis de agua a alta presión diferencial original de Honda y un sistema de pila de combustible, produce oxígeno, hidrógeno y electricidad de forma constante a partir de energía solar y agua. Cuando se usa en la superficie lunar, el sistema de electrólisis de agua a alta presión diferencial emplea la electricidad generada durante el día a partir de la energía solar y electroliza el agua para producir oxígeno e hidrógeno, que se almacenan en depósitos. Durante la noche, el sistema de pilas de combustible emplea el oxígeno y el hidrógeno almacenados para generar electricidad, que se suministra al espacio habitable para el consumo humano.
El sistema de electrólisis de agua a alta presión diferencial de Honda es compacto porque no requiere un compresor, componente que los sistemas tradicionales necesitan para comprimir el hidrógeno. Además, el sistema de energía renovable circular tiene una densidad de energía gravimétrica (energía por unidad de masa)*3 superior a la de una batería secundaria, por lo que requiere una masa menor que una batería secundaria para almacenar la misma cantidad de energía. Gracias a estas características fundamentales, el sistema de energía renovable circular de Honda puede contribuir a reducir la capacidad de carga útil y la masa, un importante desafío para el transporte espacial.
Honda lleva muchos años trabajando en la investigación y el desarrollo de tecnologías basadas en el hidrógeno. En 2002, Honda se convirtió en la primera compañía del mundo en iniciar la venta en régimen de leasing de vehículos de pila de combustible. Además, Honda ha estado desarrollando e instalando estaciones de hidrógeno inteligentes usando sus sistemas de electrólisis de agua a alta presión diferencial. Junto con JAXA, Honda tratará de materializar un sistema de energía renovable circular utilizando las tecnologías de hidrógeno que Honda ha desarrollado hasta la fecha.
Densidad de energía de 480 Wh/kg o más para los sistemas de pilas de combustible regenerativas (término tecnológico general para el sistema de energía renovable circular de Honda). Aproximadamente 200 Wh/kg en el caso de las baterías de iones de litio diseñadas para la exploración lunar.
