主要成果
米航空宇宙局（NASA）は、月面の極低温環境でも動作する全固体電池の開発プロジェクト「SPEARS」において、小型の試作セルがマイナス80℃で動作したことを2026年10月14日に発表した。熱真空試験の結果、このセルは80℃からマイナス60℃の範囲で安定して動作し、マイナス80℃においても性能はわずかに低下するものの動作を維持した。研究を率いるYi Lin氏は、これらのセルがマイナス80℃まで動作することを初めて示したと述べている。
技術・詳細
本技術の核心は、スマートフォンなどで一般的に使用されるリチウムイオン電池の液体電解質を、セラミックまたはポリマーを主体とする固体材料に置き換えた点にある。液体電解質の場合、月の夜のような極低温下では液体が凍結して電池が損傷し、逆に真空環境にさらされると蒸発してしまうという課題があった。また、動作させるために100℃まで加熱した場合、冷えるまで使用できないという制約もあった。
SPEARSの全固体電池は、100℃からマイナス170℃までの激しい温度変化にさらされても損傷しなかったことが確認されている。マイナス170℃の状態では動作しないが、固体電解質は液体のように凍らないため、極低温状態を維持したまま生存できる。使用時には小型のヒーターで動作温度まで温めるだけで済むため、常に電力を消費して保温し続ける必要がない。
背景・業界の文脈
月の南極などの地域では、夜間の気温がマイナス200℃まで低下する。このような環境で活動する宇宙船や月面居住施設にとって、従来の電池を動作温度に保つための重量のある温度管理装置は大きな負担となっていた。本開発はグレン研究センターが率い、Donald Dornbusch氏が研究代表者を務め、試験はラングレー研究センターが担当した。また、エイムズ研究センターが宇宙での試験に向けた基板や電子機器の開発を並行して進めている。
今後の展望
NASAは本電池の用途として、月の影にあるクレーターで使用する小型工具（ドリルなど）、探査車、および宇宙飛行士の非常用電源への適用を想定している。電極材料を変更することで、蓄電量、出力、耐久性のいずれを優先させるかを用途に合わせて調整可能だという。2026年に始まったこのプロジェクトは、当初は技術開発に集中し、その後は企業との協業へ移行する可能性があるとしている。
元記事: https://fabscene.com/new/news/nasa-spears-solid-state-battery-minus-80c/
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