Исследователи из Городского университета Осаки совместно с инженерами компании Iida Group Holdings разработали новую систему искусственного фотосинтеза, которая позволяет эффективно преобразовывать солнечную энергию в жидкое топливо без сложной электроники. Об этом сообщает Earth.com со ссылкой на научную статью в журнале EES Solar.
В новой конструкции японские инженеры отказались от традиционных контроллеров и аккумуляторов, которые обычно используются для стабилизации работы электролизеров. Вместо этого они использовали твердый электролит с отрицательным температурным коэффициентом: когда устройство нагревается под действием солнца, ионное сопротивление электролита уменьшается, и ток проходит легче. Это позволяет системе автоматически выходить на максимальную мощность солнечной панели без дополнительных электронных компонентов.
Во время испытаний ученые подключили электролизер к стандартной монокристаллической кремниевой панели и оставили работать под открытым небом. За день работы система сгенерировала около 0,1 килограмма муравьиной кислоты в виде чистого водного раствора. Как объясняют исследователи, выбор именно муравьиной кислоты связан с простотой её хранения и транспортировки по сравнению с водородом. Система смогла усвоить 85% энергии, которую выработала солнечная панель, а общая эффективность преобразования солнечного света в топливо на данный момент составляет 2%. Это уже превышает эффективность природного фотосинтеза у большинства растений, которые усваивают около 1% света.
«С увеличением солнечного света электролизер естественным образом нагревается», — отметил профессор Ютака Амао.
Разработчики уже подали патентную заявку на эту технологию в Японии. Отказ от электронных контроллеров и аккумуляторов, по словам инженеров, повышает надежность устройства и позволяет использовать его в удалённых местах без постоянного обслуживания. Доцент Ясуо Мацубара добавил, что устройство успешно сгенерировало достаточно муравьиной кислоты для питания миниатюрной диорамы в павильоне.
Преобразование углекислого газа в полезное топливо остаётся одним из ключевых направлений современной энергетики. Японские учёные планируют проверить долговечность твердого электролита при длительной эксплуатации, а упрощённая архитектура открывает путь к масштабированию искусственного фотосинтеза.