在阿波羅計劃期間太空人最後一次在月球表面行走近50年後，美國宇航局現在啟動了阿爾忒彌斯計劃，該計劃將引領人類走向月球，並為我們的下一個巨大飛躍:探索火星做好準備。未來的任務目標是建立一個阿爾忒彌斯大本營，以支持在月球表面進行更長的探險。特別是抗阻力月球地形車、月球地基居住模塊、發電設施和能源存儲系統目前正在研究中。為了大大減少太空人對地面供應的依賴，從月球/火星表面可用的原始和就地資源利用(ISRU)材料製造他們將是必不可少的。來自ISRU的任何材料都將產生不需要從地球上帶來的質量，因此在多次飛行中發射成本高昂的材料數量的需求將會減少，這最終也將使延長任務長度成為可能。增材製造技術(也稱為3D列印)的靈活性，加上使用ISRU材料作為印表機的材料原料，預計將極大地幫助太空人執行任務和未來的棲息地。利用月球上現有的就地資源收集太陽能在過去已經被考慮過。太陽能光伏電池的製造理論上是可能的，因為超過90%的太陽能電池材料可以從月球中提取:Si, Fe, TiO2, Ca和Al。根據Ellery等人的說法，從地外來源製造此類設備仍然極具挑戰性，預計效率在~ 5-10%的範圍內。最近，McMillon-Brown等人(3)研究了在太空中製造鈣鈦礦太陽能電池，並得出結論，增材製造與太空回收和ISRU相結合，似乎是在月球表面建造初始發電設施的合理選擇。為了補充間歇性的太陽能收集，用ISRU材料製造儲能裝置似乎是最可持續的選擇(圖1)。
使用月球和火星ISRU作為材料原料來支持長期人類任務的材料提取和製造可充電電池的插圖。這幅原創作品是由a . Maurel構思、創作和改編的，P. Garcia為包括3D印表機在內的中心圖做出了貢獻。
正如國際空間站的主要動力系統目前依賴於鋰離子電池一樣，可充電電池也安裝在探索機器人、生命維持系統和可攜式通信設備上。然而，用ISRU材料製造鋰離子電池來支持未來在月球和火星上的長期任務並不是一個可行的選擇，因為據報導，在月球上幾乎沒有鋰.
作為比較，Al也被認為是一種有前途的負極材料，具有8046 mAh·cm-3的理論容量。雖然不是用於能量存儲應用，但通過選擇性雷射燒結或電子束自由曲面製造在回收鋁空間中進行3D列印已經被提出，從而表明了這一概念的可行性。基於Mg在火星上的可用性，它似乎是最佳的候選電極材料，而Al、Ca和Mg是月球上的最佳選擇。儘管鋁、鈣和鎂電池是很有前途的選擇，但在執行長期任務之前，它們在地球上仍然缺乏一些基本的研究。例如，在鎂基電池中，Mg2+插入/提取的緩慢動力學和電極-電解質的不相容性仍然需要研究。對於鋁基電池，必須解決體積膨脹、鈍化和自腐蝕問題。
就近期的製造需求而言，考慮到其元素成分或前驅體的相對豐度、技術成熟度以及對相關機制(固體電解質間相形成、電極材料的電化學反應和電極-電解質相互作用)的總體基本理解，鈉離子電池似乎是比較這種選擇。
正極、負極和電解質材料的各種組合可能潛在地應用於鈉離子電池。為了有效地選擇材料，必須考慮特定的篩選標準，例如(i)月球和火星上的電池材料及其前體的可用性;(ii)電池材料及其前體的提取/合成/加工;(3)安全;(四)成本。
經典電池和3d列印電池製造步驟。(使用陶瓷電解質對全固態電池進行一次多材料3D列印後，可能會增加額外的熱後處理步驟，通過去除聚合物基質來提高電化學性能。如果使用固體聚合物電解質，則必須避免這一額外步驟。)
常見正極的Na3V2(PO4)2F3，Na3V2(PO4)3和Na2V2O5當然可以用作正極，但應避免使用，因為月球上氟和釩元素的豐度較低(約70 ppm的F;130ppm的V)和火星風化層。普魯士藍Na2MnFe(CN)6，層狀Na0.67Fe0.5Mn0.5O2和隧道型Na0.61[Mn0.27Fe0.34Ti0.39]O2。對於這些材料，減少低豐度元素(如Mn)的比例，而增加普遍元素(如Fe、Ti和Al)，將提高生產效率。此外，具有更大豐度的元素可以作為提高性能的摻雜劑加入;例如，Al3+和Ti4+摻雜已被證明可以提高Na0.67Fe0.5Mn0.5O2的穩定性、倍率能力和循環性能。
至於負極，硬碳可以通過回收從地球運來的廢棄包裝聚合物來獲得。
電池的關鍵部件，熱塑性聚烯烴隔膜可以在月球/火星上通過回收廢棄包裝材料製備，這在之前的許多工作中已經得到了證明。
至於液態電解質，NaPF6鹽似乎是最有前途的月球電池製造選擇，因為它的組件材料更容易獲得，特別是在月球的瑪麗亞地區。然而，NaPF6隻能通過複雜的多步合成獲得，而更稀有的NaClO4可以通過簡單的回收合成獲得。對於火星電池的製造來說，NaClO4無疑是最好的選擇，因為它可以立即在火星表面使用。
鋁可以用作兩個電極的集流體，因為與Li不同，Na在低電壓電位下不與Al合金。在月球高地地區有13wt % Al，在瑪麗亞地區有5wt % Al，而在火星風化層只有1.6% wt% Al。