Дослідники з Міського університету Осаки спільно з інженерами компанії Iida Group Holdings розробили нову систему штучного фотосинтезу, яка дозволяє ефективно перетворювати сонячну енергію на рідке паливо без складної електроніки. Про це повідомляє Earth.com із посиланням на наукову статтю в журналі EES Solar.
У новій конструкції японські інженери відмовилися від традиційних контролерів і акумуляторів, які зазвичай використовуються для стабілізації роботи електролізерів. Замість цього вони використали твердий електроліт із негативним температурним коефіцієнтом: коли пристрій нагрівається під дією сонця, іонний опір електроліту зменшується, і струм проходить легше. Це дозволяє системі автоматично виходити на максимальну потужність сонячної панелі без додаткових електронних компонентів.
Під час випробувань науковці під’єднали електролізер до стандартної монокристалічної кремнієвої панелі та залишили працювати просто неба. За день роботи система згенерувала близько 0,1 кілограма мурашиної кислоти у вигляді чистого водного розчину. Як пояснюють дослідники, вибір саме мурашиної кислоти пов’язаний із простотою її зберігання та транспортування порівняно з воднем. Система змогла засвоїти 85% енергії, яку виробила сонячна панель, а загальна ефективність перетворення сонячного світла на паливо наразі становить 2%. Це вже перевищує ефективність природного фотосинтезу у більшості рослин, які засвоюють близько 1% світла.
«Зі збільшенням сонячного світла електролізер природним чином нагрівається», — зазначив професор Ютака Амао.
Розробники вже подали патентну заявку на цю технологію в Японії. Відмова від електронних контролерів і акумуляторів, за словами інженерів, підвищує надійність пристрою та дозволяє використовувати його у віддалених місцях без постійного обслуговування. Доцент Ясуо Мацубара додав, що пристрій успішно згенерував достатньо мурашиної кислоти для живлення мініатюрної діорами в павільйоні.
Перетворення вуглекислого газу на корисне паливо залишається одним із ключових напрямків сучасної енергетики. Японські науковці планують перевірити довговічність твердого електроліту під час тривалої експлуатації, а спрощена архітектура відкриває шлях до масштабування штучного фотосинтезу.