Misi jangka panjang di Bulan tidak hanya bergantung pada kemampuan menghasilkan listrik, tetapi juga pada cara menyimpan energi saat Matahari tersedia. Karena malam lunar dapat berlangsung sekitar 354 jam tanpa sinar Matahari, NASA menaruh perhatian besar pada sistem yang bisa bekerja bolak-balik untuk menyokong habitat dan perangkat misi.
Salah satu kandidat yang diuji adalah fuel cell hidrogen-oksigen regeneratif. Di Glenn Research Center, Cleveland, Ohio, NASA menuntaskan pengujian darat untuk teknologi ini sebagai bagian dari pencarian penyimpanan energi yang lebih andal bagi operasi di permukaan Bulan.
Sistem ini dirancang untuk bergerak dalam dua arah. Saat siang lunar, kelebihan listrik dari array surya dipakai untuk menggerakkan elektroliser yang memecah air menjadi hidrogen dan oksigen, lalu kedua gas itu disimpan untuk dipakai kembali ketika malam tiba.
Saat cahaya Matahari hilang, prosesnya berbalik. Fuel cell menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk menghasilkan listrik, lalu air yang terbentuk dapat digunakan lagi pada siklus elektrolisis berikutnya.
NASA menggambarkan unit uji itu berbentuk silinder dan mirip tumpukan kaleng soda logam yang dipipihkan. Di dalamnya ada hampir 270 sensor dan sekitar 1.000 komponen internal yang memantau serta mengatur reaksi elektrokimia selama pengujian.
Kemampuan daya unit tersebut berada di kisaran 25 kilowatt. Di Bumi, kapasitas itu setara dengan daya untuk sekitar 15 hingga 20 rumah tangga rata-rata di Amerika Serikat secara bersamaan.
Di Bulan, daya tersebut disiapkan untuk sistem pendukung kehidupan habitat, instrumen sains, dan peralatan pemanfaatan sumber daya di lokasi. Kebutuhan semacam ini menjadi sangat penting ketika malam lunar datang dan panel surya tidak lagi bisa bekerja.
NASA menempatkan teknologi ini dalam proyek Fission Surface Power. Dalam kerangka itu, fuel cell dipertimbangkan sebagai kandidat pendamping atau cadangan bagi reaktor fisi kecil untuk arsitektur misi berdurasi panjang.
Lingkungan Bulan sendiri membuat penyimpanan energi menjadi persoalan teknis yang rumit. Suhu permukaan bisa melonjak sekitar 260°F atau 127°C saat terkena Matahari, lalu turun ke -280°F atau -173°C pada malam hari.
Perubahan ekstrem itu memberi tekanan besar pada seal, membran, dan saluran fluida. Dalam vakum hampir total, kebocoran hidrogen atau oksigen juga langsung mengurangi energi tersimpan karena gas tidak akan hilang begitu saja.
Jenis yang paling mungkin digunakan adalah proton exchange membrane atau PEM fuel cell. Teknologi ini memakai membran elektrolit polimer yang menghantarkan proton, tetapi menahan elektron agar arus mengalir melalui rangkaian luar dan menghasilkan kerja listrik.
Salah satu fokus utama pengujian adalah menjaga hidrasi membran di lingkungan vakum. Perilaku pengelolaan air dalam kondisi seperti itu berbeda dari di permukaan laut, sehingga menjadi perhatian penting dalam kampanye uji Glenn.
Kebutuhan energi yang stabil menjadi semakin relevan untuk wilayah kutub selatan Bulan, target program Artemis. Area ini menerima cahaya Matahari yang lebih rendah dan lebih miring, sementara bayangan kawah membuat sebagian lokasi hanya mendapat sinar selama sebagian kecil hari lunar.
Kawasan itu juga berada di atas South Pole–Aitken Basin, struktur tumbukan terbesar dan terdalam di Bulan. Kondisi geologis tersebut menambah kompleksitas dalam memilih lokasi yang cocok untuk operasi jangka panjang.
NASA menilai sistem penyimpanan energi yang mampu bertahan selama berhari-hari secara elektrokimia dapat memperluas otonomi misi. Pendekatan ini juga berpotensi mengurangi beban massa dibanding harus membawa baterai primer berukuran besar untuk menutup dua minggu tanpa Matahari.
Hingga kini, NASA belum mengumumkan jadwal peluncuran untuk unit fuel cell yang siap terbang. Fokus pengujian masih pada penetapan baseline performa dan data kegagalan agar desain berikutnya bisa disempurnakan sebelum masuk ke tahap integrasi misi berawak.
