Японці створили безбатарейний електролізер для ефективного синтезу пального з води, вуглекислого газу та сонячних променів

Вчені з Столичного університету Осаки (Osaka Metropolitan University) розробили систему штучного фотосинтезу, яка перетворює сонячне світло, воду та вуглекислий газ на хімічне паливо і при цьому не використовує блок управління з акумулятором. Такий блок зазвичай необхідний для постійної підстройки електролізера під змінні умови освітлення та навколишнього середовища. У японській схемі регулювання здійснюється самим електролізером завдяки процесам природного нагрівання.

Джерело зображення: Osaka Metropolitan University

Традиційно в подібних установках сонячні панелі живлять лише електролізер, тоді як електроніка з функцією MPPT — відстеження точки максимальної потужності — підлаштовує напругу і струм під змінну освітленість. Це необхідно, оскільки сонячне світло надходить на Землю нерівномірно: на це впливають хмарність, кут падіння променів та безліч інших факторів. В результаті нагрів постійно змінює режим роботи системи. Зазвичай ця проблема вирішується за допомогою електроніки з автономним акумуляторним живленням, що дозволяє гарантувати стабільність характеристик електролізера. Як наслідок, платформа стає складнішою і дорожчою.

Нова розробка вирішує цю задачу інакше: дослідники вбудували твердий електроліт з функцією авторегулювання безпосередньо в електролізер. Коли потік сонячної енергії посилюється, електролізер нагрівається, його електричний опір знижується, і струм протікає легше. Таким чином, пристрій самостійно змінює свої електричні характеристики і фактично виконує функцію MPPT без зовнішньої електроніки та акумуляторів.

Випробування на відкритому повітрі показали, що система стабільно виробляє мурашину кислоту з CO₂ та води навіть при значних коливаннях сонячного світла. За словами авторів, такий підхід може спростити майбутні установки штучного фотосинтезу і наблизити їх до побутових або невеликих автономних рішень, наприклад для зберігання сонячної енергії у вигляді рідкого хімічного пального. Поки це не готова промислова установка, але важливий крок до дешевших і менш складних систем виробництва «сонячного пального».

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки