Forskare vid Osaka Metropolitan University har skapat ett artificiellt fotosyntessystem som kan generera solbränsle mer tillförlitligt samtidigt som man slänger den batteribaserade styrutrustning som vanligtvis följer med på resan. Genom att integrera en självreglerande kemisk komponent direkt i elektrolysören har de lyckats minska både komplexitet och kostnad – för inget säger "elegant lösning" som att ta bort de delar som tenderar att gå sönder eller ta slut på ström.

Liksom den fotosyntes som växter har utfört i miljontals år utan patent, använder artificiell fotosyntes solljus för att omvandla vatten och koldioxid till energirika föreningar. En sådan produkt är myrsyra, en kemikalie som kan fungera både som bränsle och som ett sätt att lagra energi – praktiskt för de dagar då solen bestämmer sig för att ta en paus.

I hjärtat av dessa system finns en elektrolysör, som omvandlar el från solceller till kemisk energi, lagrad som bränslen som myrsyra. Problemet? Solljus är notoriskt inkonsekvent – det har en irriterande vana att förändras under dagen. För att hantera detta använder de flesta artificiella fotosyntessystem Maximum Power Point Tracking (MPPT), en metod som kontinuerligt justerar spänning och ström så att solceller kan leverera toppeffekt. Men konventionella MPPT-installationer förlitar sig vanligtvis på batterier och extra elektronik för att jämna ut energiflödet. De fungerar, visst, men de tillför också kostnad och komplexitet, som att ta med en schweizisk armékniv till en uppgift som egentligen bara behöver en skruvmejsel.

Teamet, lett av docent Yasuo Matsubara och professor Yutaka Amao vid Research Center for Artificial Photosynthesis vid Osaka Metropolitan University, samarbetade med Iida Group Holdings Co., Ltd för att omdesigna själva elektrolysören. Deras tillvägagångssätt använder en specialdesignad fast elektrolyt inbyggd direkt i enheten, vilket gör att elektrolysören automatiskt kan utföra MPPT på egen hand – inga batterier krävs. När solljuset ökar värms elektrolysören upp, vilket gör att dess elektriska motstånd sjunker och låter el flöda friare. "Detta gör att systemet automatiskt justerar sitt elektriska beteende," förklarade professor Amao, i vad som låter som den mest tillfredsställande enkla lösningen på ett komplext problem sedan någon upptäckte att man sätter ett lock på en kastrull får vatten att koka snabbare.

När systemet testades under verkliga utomhusförhållanden producerade det konsekvent myrsyra från vatten och CO2, även när solljusnivåerna fluktuerade som en nervös aktiemarknad. "Vi var övertygade om att det skulle lyckas," sade professor Matsubara och noterade att systemet tidigare hade drivit en miniatyrdiorama på Osaka Kansai Expo 2025. Resultaten publicerades i EES Solar, och material tillhandahölls av Osaka Metropolitan University – för även vetenskap behöver lite PR då och då.