Японцы создали безбатарейный электролизёр для эффектного синтеза топлива из воды, углекислого газа и солнечных лучей

Учёные из Столичного университета Осаки (Osaka Metropolitan University) разработали систему искусственного фотосинтеза, которая превращает солнечный свет, воду и углекислый газ в химическое топливо и при этом не использует блок управления с аккумулятором. Такой блок обычно необходим для постоянной подстройки электролизёра под изменчивые условия освещения и окружающей среды. В японской схеме регулирование осуществляется самим электролизёром за счёт процессов естественного нагрева.

Традиционно в подобных установках солнечные панели питают только электролизёр, тогда как электроника с функцией MPPT — отслеживания точки максимальной мощности — подстраивает напряжение и ток под меняющуюся освещённость. Это необходимо потому, что солнечный свет поступает на Землю неравномерно: на это влияют облачность, угол падения лучей и множество других факторов. В результате нагрев постоянно меняет режим работы системы. Обычно эта проблема решается с помощью электроники с автономным аккумуляторным питанием, что позволяет гарантировать стабильность характеристик электролизёра. Как следствие, платформа становится сложнее и дороже.

Новая разработка решает эту задачу иначе: исследователи встроили твёрдый электролит с функцией авторегулирования непосредственно в электролизёр. Когда поток солнечной энергии усиливается, электролизёр нагревается, его электрическое сопротивление снижается, и ток протекает легче. Таким образом, устройство самостоятельно изменяет свои электрические характеристики и фактически выполняет функцию MPPT без внешней электроники и аккумуляторов.

Испытания на открытом воздухе показали, что система стабильно производит муравьиную кислоту из CO₂ и воды даже при значительных колебаниях солнечного света. По словам авторов, такой подход может упростить будущие установки искусственного фотосинтеза и приблизить их к бытовым или небольшим автономным решениям, например для хранения солнечной энергии в виде жидкого химического топлива. Пока это не готовая промышленная установка, но важный шаг к более дешёвым и менее сложным системам производства «солнечного топлива».