ओसाका मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक कृत्रिम प्रकाश-संश्लेषण प्रणाली बनाई है जो सौर ईंधन अधिक विश्वसनीय रूप से उत्पन्न कर सकती है, साथ ही उन बैटरी-आधारित नियंत्रण उपकरणों को हटा दिया है जो आमतौर पर इसके साथ चलते हैं। इलेक्ट्रोलाइज़र में सीधे एक स्व-नियमन रासायनिक घटक को एकीकृत करके, उन्होंने जटिलता और लागत दोनों को कम कर दिया है - क्योंकि "सुरुचिपूर्ण समाधान" कहने का मतलब है उन हिस्सों को हटाना जो टूटते हैं या जिनकी बैटरी खत्म हो जाती है।
पौधों द्वारा लाखों वर्षों से बिना पेटेंट के किए जा रहे प्रकाश-संश्लेषण की तरह, कृत्रिम प्रकाश-संश्लेषण सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को ऊर्जा-समृद्ध यौगिकों में बदलता है। ऐसा ही एक उत्पाद फॉर्मिक एसिड है, एक रसायन जो ईंधन और ऊर्जा भंडारण दोनों के रूप में काम कर सकता है - उन दिनों के लिए उपयोगी जब सूरज ब्रेक लेने का फैसला करता है।
इन प्रणालियों के केंद्र में एक इलेक्ट्रोलाइज़र है, जो सौर कोशिकाओं से बिजली को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जो फॉर्मिक एसिड जैसे ईंधन के रूप में संग्रहीत होती है। समस्या? सूर्य का प्रकाश कुख्यात रूप से असंगत है - इसमें दिन भर बदलने की कष्टप्रद आदत है। इससे निपटने के लिए, अधिकांश कृत्रिम प्रकाश-संश्लेषण प्रणालियाँ मैक्सिमम पावर पॉइंट ट्रैकिंग (MPPT) का उपयोग करती हैं, एक विधि जो लगातार वोल्टेज और करंट को समायोजित करती है ताकि सौर कोशिकाएँ अधिकतम शक्ति दे सकें। लेकिन पारंपरिक MPPT सेटअप आमतौर पर ऊर्जा प्रवाह को सुचारू करने के लिए बैटरी और अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनिक्स पर निर्भर करते हैं। वे काम करते हैं, हाँ, लेकिन वे लागत और जटिलता भी बढ़ाते हैं, जैसे किसी काम के लिए सिर्फ पेचकस की जरूरत हो और आप स्विस आर्मी चाकू ले आएं।
टीम, जिसका नेतृत्व ओसाका मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी के रिसर्च सेंटर फॉर आर्टिफिशियल फोटोसिंथेसिस में एसोसिएट प्रोफेसर यासुओ मात्सुबारा और प्रोफेसर युताका अमाओ कर रहे थे, ने इडा ग्रुप होल्डिंग्स कंपनी लिमिटेड के साथ साझेदारी करके इलेक्ट्रोलाइज़र को ही पुनः डिज़ाइन किया। उनका दृष्टिकोण एक विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए ठोस इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करता है जो सीधे उपकरण में बनाया गया है, जिससे इलेक्ट्रोलाइज़र अपने आप MPPT कर सकता है - बिना बैटरी की आवश्यकता के। जैसे-जैसे सूर्य का प्रकाश बढ़ता है, इलेक्ट्रोलाइज़र गर्म होता है, जिससे इसका विद्युत प्रतिरोध कम हो जाता है और बिजली अधिक स्वतंत्र रूप से प्रवाहित होती है। "यह सिस्टम को अपने विद्युत व्यवहार को स्वचालित रूप से समायोजित करने में सक्षम बनाता है," प्रोफेसर अमाओ ने समझाया, जो एक जटिल समस्या का सबसे संतोषजनक सरल समाधान लगता है, जैसे किसी ने खोजा कि बर्तन पर ढक्कन लगाने से पानी तेजी से उबलता है।
जब वास्तविक बाहरी परिस्थितियों में परीक्षण किया गया, तो सिस्टम ने लगातार पानी और CO2 से फॉर्मिक एसिड का उत्पादन किया, भले ही सूर्य के प्रकाश का स्तर घबराए शेयर बाजार की तरह उतार-चढ़ाव करता रहा। "हमें विश्वास था कि यह सफल होगा," प्रोफेसर मात्सुबारा ने कहा, यह देखते हुए कि सिस्टम ने पहले ओसाका कंसाई एक्सपो 2025 में एक लघु डियोरामा को संचालित किया था। निष्कर्ष EES Solar में प्रकाशित हुए, और सामग्री ओसाका मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी द्वारा प्रदान की गई - क्योंकि विज्ञान को भी कभी-कभी थोड़ा PR चाहिए होता है।