Прототип твердотільної батареї SPEARS під час термовакуумних випробувань NASA. Джерело: NASA / Ryan Hill
Місячна ніч — це не просто відсутність сонця, а справжнє випробування для техніки, коли температура падає до −200 °C. Традиційні літій-іонні акумулятори в таких умовах перетворюються на дорогі цеглини: рідкий електроліт замерзає, а у вакуумі він може просто закипіти та розірвати оболонку. Щоб розв'язати цю проблему, дослідники NASA розробляють проєкт SPEARS (Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space).
Тверда кераміка замість нестабільної рідини
Головна ідея SPEARS — повна відмова від рідини. Замість неї використовують твердий керамічний або полімерний електроліт. Такі осередки не бояться вакууму та критичних температур. Ба більше, вони дозволяють позбутися масивних і енергозатратних систем термостатування. Якщо звичайну батарею потрібно гріти постійно, то твердотільну достатньо «оживити» маломощним нагрівачем безпосередньо перед використанням.
Ця технологія є логічним продовженням розробок NASA. Наприклад, торік інший проєкт агентства, SABERS, досяг вражаючого показника питомої енергії у 505 Вт·год/кг. Окрім щільності енергії, вченим вдалося ще раніше, у 2022 році, збільшити швидкість розряду у 10 разів, що критично для живлення потужних роверів та інструментів.
Результати випробувань та земні перспективи
Нещодавні тепловакуумні тести показали, що прототипи SPEARS стабільно працюють при температурах від +80 °C до −60 °C. При −80 °C продуктивність дещо падає, але пристрій залишається робочим. Найважливіше те, що ячейки витримали екстремальні цикли від +100 °C до −170 °C без жодних структурних пошкоджень.
За словами керівника тестування Йі Ліна (Yi Lin), хімію таких акумуляторів можна гнучко налаштовувати під конкретні потреби — потужність, ємність або довговічність. Це робить SPEARS перспективною не лише для темних місячних кратерів, а й для Землі. Технологію планують адаптувати для використання в електромобілях, дронах та портативних засобах зв'язку, де надійність у складних умовах є пріоритетом.