NASA heeft een nieuwe vastestofbatterij ontwikkeld die bestand is tegen de extreme temperaturen op de maan. Tijdens recente tests overleefden de batterijcellen temperaturen tot -170 graden Celsius zonder beschadigd te raken. De technologie moet toekomstige maanrovers en astronauten van energie voorzien en kan op termijn ook interessant zijn voor elektrische auto’s en drones.
De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie werkt binnen het project Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space (SPEARS) aan batterijen die de barre omstandigheden op de maan kunnen doorstaan. Vooral rond de zuidpool, waar NASA met het Artemis-programma een langdurige menselijke aanwezigheid wil opbouwen, vormt de extreme kou een grote uitdaging.
In permanent beschaduwde kraters kunnen temperaturen dalen tot ongeveer -200 graden Celsius. Conventionele lithium-ionbatterijen zijn niet ontworpen om zulke omstandigheden zonder speciale bescherming te doorstaan.
Vaste elektrolyt vervangt vloeistof
Het geheim van de nieuwe batterij zit in de elektrolyt, het materiaal dat ionen tussen de elektroden transporteert. Traditionele lithium-ionbatterijen gebruiken hiervoor een vloeistof, die bij extreme kou kan bevriezen en bij hoge temperaturen problemen kan veroorzaken.
NASA’s vastestofbatterij gebruikt daarentegen een vaste elektrolyt op basis van keramiek of polymeren. Hierdoor kan de batterij beter bestand zijn tegen grote temperatuurverschillen. Ook kan het ontbreken van brandbare vloeibare elektrolyten het risico op brand verkleinen.
Batterij doorstaat temperaturen tot -170 graden
Tijdens tests in een thermische vacuümkamer van NASA’s Langley Research Center bleven kleine prototypecellen goed functioneren bij temperaturen tussen -60 en 80 graden Celsius. Zelfs bij -80 graden leverden ze nog energie, al namen de prestaties enigszins af. Volgens NASA is dit de eerste keer dat de onderzoekers dergelijke batterijcellen bij deze temperatuur succesvol hebben laten functioneren.
Nog opvallender is dat de batterijen blootstelling aan temperaturen tussen -170 en 100 graden Celsius zonder schade doorstonden. Dat betekent overigens niet dat ze bij -170 graden elektriciteit kunnen leveren. De cellen moeten eerst worden opgewarmd tot een geschikte bedrijfstemperatuur.
Minder energie nodig voor maanrovers
Juist die eigenschap kan een groot verschil maken voor toekomstige maanmissies. Batterijen hoeven mogelijk niet voortdurend op temperatuur te worden gehouden, maar kunnen met kleine verwarmingselementen worden opgewarmd zodra ze nodig zijn.
Dat bespaart potentieel energie en maakt lichtere thermische beschermingssystemen mogelijk. Vooral voor maanrovers, wetenschappelijke instrumenten en noodvoorzieningen van astronauten kan dat waardevol zijn.
Ook kansen voor elektrische auto’s en drones
NASA onderzoekt daarnaast hoe verschillende elektrodematerialen de energiedichtheid, het vermogen en de levensduur van de batterijen kunnen verbeteren. De technologie kan daardoor uiteindelijk ook toepassingen krijgen op aarde, bijvoorbeeld in elektrische voertuigen, drones en draagbare elektronica.
Voorlopig blijft het echter bij kleine laboratoriumprototypes. Het SPEARS-project ging in 2026 van start en NASA’s Ames Research Center werkt inmiddels aan elektronica waarmee de batterijen later in de ruimte getest kunnen worden.
Voordat de technologie daadwerkelijk maanrovers of elektrische auto’s kan aandrijven, moeten de onderzoekers nog aantonen dat grotere batterijcellen en complete batterijsystemen even betrouwbaar functioneren.
