Ricercatori dell'Università Metropolitana di Osaka hanno creato un sistema di fotosintesi artificiale in grado di generare carburante solare in modo più affidabile, eliminando il controllo basato su batterie che di solito accompagna il tutto. Integrando un componente chimico autoregolante direttamente nell'elettrolizzatore, sono riusciti a ridurre sia la complessità che i costi - perché niente dice "soluzione elegante" come rimuovere le parti che tendono a rompersi o a rimanere senza energia.

Come la fotosintesi che le piante fanno da milioni di anni senza brevetto, la fotosintesi artificiale usa la luce solare per trasformare acqua e anidride carbonica in composti ricchi di energia. Uno di questi prodotti è l'acido formico, una sostanza chimica che può fungere sia da carburante che da metodo per immagazzinare energia - utile per quei giorni in cui il sole decide di prendersi una pausa.

Al centro di questi sistemi c'è un elettrolizzatore, che converte l'elettricità delle celle solari in energia chimica, immagazzinata come carburanti come l'acido formico. Il problema? La luce solare è notoriamente incostante - ha la fastidiosa abitudine di cambiare durante il giorno. Per far fronte a ciò, la maggior parte dei sistemi di fotosintesi artificiale utilizza il Maximum Power Point Tracking (MPPT), un metodo che regola continuamente tensione e corrente in modo che le celle solari possano fornire la massima potenza. Ma le configurazioni MPPT convenzionali si basano tipicamente su batterie ed elettronica aggiuntiva per appianare il flusso di energia. Funzionano, certo, ma aggiungono anche costi e complessità, come portare un coltellino svizzero a un compito che richiederebbe solo un cacciavite.

Il team, guidato dal professore associato Yasuo Matsubara e dal professor Yutaka Amao del Centro di Ricerca per la Fotosintesi Artificiale dell'Università Metropolitana di Osaka, ha collaborato con Iida Group Holdings Co., Ltd per riprogettare l'elettrolizzatore stesso. Il loro approccio utilizza un elettrolita solido appositamente progettato, integrato direttamente nel dispositivo, consentendo all'elettrolizzatore di eseguire automaticamente l'MPPT da solo - senza bisogno di batterie. All'aumentare della luce solare, l'elettrolizzatore si riscalda, causando una diminuzione della sua resistenza elettrica e permettendo all'elettricità di fluire più liberamente. "Questo fa sì che il sistema regoli automaticamente il suo comportamento elettrico", ha spiegato il professor Amao, in quella che sembra la soluzione più semplicemente soddisfacente a un problema complesso da quando qualcuno ha scoperto che mettere un coperchio su una pentola fa bollire l'acqua più velocemente.

Quando testato in condizioni reali all'aperto, il sistema ha prodotto costantemente acido formico da acqua e CO2, anche quando i livelli di luce solare fluttuavano come un mercato azionario nervoso. "Eravamo fiduciosi che avrebbe avuto successo", ha detto il professor Matsubara, notando che il sistema aveva precedentemente alimentato un diorama in miniatura all'Expo Osaka Kansai 2025. I risultati sono stati pubblicati su EES Solar, e i materiali sono stati forniti dall'Università Metropolitana di Osaka - perché anche la scienza ha bisogno di un po' di pubbliche relazioni ogni tanto.