Cercetătorii de la Universitatea Metropolitană din Osaka au creat un sistem de fotosinteză artificială care poate genera combustibil solar mai fiabil, renunțând la echipamentul de control bazat pe baterii care de obicei însoțește călătoria. Prin integrarea unei componente chimice autoreglabile direct în electrolizor, au reușit să reducă atât complexitatea, cât și costurile - pentru că nimic nu spune „soluție elegantă” precum eliminarea părților care tind să se strice sau să rămână fără energie.

Ca și fotosinteza pe care plantele o fac de milioane de ani fără brevet, fotosinteza artificială folosește lumina soarelui pentru a transforma apa și dioxidul de carbon în compuși bogați în energie. Un astfel de produs este acidul formic, o substanță chimică care poate servi atât drept combustibil, cât și ca modalitate de stocare a energiei - utilă pentru zilele în care soarele decide să ia o pauză.

În centrul acestor sisteme se află un electrolizor, care convertește electricitatea de la celulele solare în energie chimică, stocată sub formă de combustibili precum acidul formic. Problema? Lumina soarelui este notoriu de inconsistentă - are acest obicei enervant de a se schimba pe parcursul zilei. Pentru a face față, majoritatea sistemelor de fotosinteză artificială folosesc Maximum Power Point Tracking (MPPT), o metodă care ajustează continuu tensiunea și curentul, astfel încât celulele solare să poată livra putere maximă. Dar configurațiile MPPT convenționale se bazează de obicei pe baterii și electronice suplimentare pentru a netezi fluxul de energie. Funcționează, sigur, dar adaugă și costuri și complexitate, ca și cum ai aduce un briceag elvețian la o sarcină care are nevoie doar de o șurubelniță.

Echipa, condusă de profesorul asociat Yasuo Matsubara și profesorul Yutaka Amao de la Centrul de Cercetare pentru Fotosinteză Artificială de la Universitatea Metropolitană din Osaka, a colaborat cu Iida Group Holdings Co., Ltd pentru a reproiecta electrolizorul în sine. Abordarea lor folosește un electrolit solid special conceput, construit direct în dispozitiv, permițând electrolizorului să efectueze automat MPPT pe cont propriu - fără baterii necesare. Pe măsură ce lumina soarelui crește, electrolizorul se încălzește, determinând scăderea rezistenței sale electrice și lăsând electricitatea să circule mai liber. „Acest lucru face ca sistemul să își ajusteze automat comportamentul electric”, a explicat profesorul Amao, într-o soluție care sună ca cea mai satisfăcătoare și simplă rezolvare a unei probleme complexe de când cineva a descoperit că punerea unui capac pe o oală face apa să fiarbă mai repede.

Testat în condiții reale de exterior, sistemul a produs constant acid formic din apă și CO2, chiar și atunci când nivelurile de lumină solară fluctuează ca o piață de valori nervoasă. „Eram încrezători că va avea succes”, a spus profesorul Matsubara, menționând că sistemul a alimentat anterior o dioramă în miniatură la Expoziția Osaka Kansai 2025. Rezultatele au fost publicate în EES Solar, iar materialele au fost furnizate de Universitatea Metropolitană din Osaka - pentru că și știința are nevoie de un pic de relații publice din când în când.