Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа Университета Осаки (Япония) разработала новую систему искусственного фотосинтеза, которая обеспечивает более стабильное производство солнечного топлива за счет прямой интеграции саморегулирующихся химических компонентов в электролизер. Это устройство не требует методов управления, основанных на питании от аккумуляторов, что позволяет исключить дорогостоящие компоненты, характерные для традиционных систем.
Подобно естественному фотосинтезу, искусственный фотосинтез использует солнечный свет для преобразования воды и углекислого газа в полезное топливо, такое как муравьиная кислота. В этом процессе электролизер играет ключевую роль, преобразуя электрическую энергию, вырабатываемую солнечной батареей, в химическую энергию, которая затем накапливается в виде муравьиной кислоты.
Для обеспечения высокой эффективности преобразования энергии в условиях изменяющегося освещения многие существующие системы используют метод управления отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT), который постоянно регулирует напряжение и ток для максимизации выходной мощности солнечной батареи. Однако системы MPPT обычно требуют аккумуляторов или дополнительных электронных устройств для стабилизации потока энергии, что приводит к увеличению общей стоимости и сложности.
Команда под руководством доцента Ясуо Мацубары и профессора Ютаки Амао из Исследовательского центра искусственного фотосинтеза Университета Осаки в сотрудничестве с Iida Group Holdings Co., Ltd перепроектировала структуру системы, интегрировав специальный твердый электролит непосредственно в электролизер. В новой системе электролизер может автоматически выполнять функцию MPPT без использования внешнего аккумулятора.
В отличие от традиционных решений, которые полагаются на внешние электронные устройства, аккумуляторы и преобразователи для поддержания эффективной работы, этот электролизер автономно регулирует свое электрическое поведение за счет тепловых и импедансных характеристик. Профессор Амао объясняет, что при усилении солнечного света электролизер естественным образом нагревается, и конструкция системы приводит к тому, что этот нагрев вызывает снижение сопротивления, облегчая протекание тока, что обеспечивает автоматическую регулировку электрического поведения.
Этот саморегулирующийся механизм способствует более стабильному производству топлива в течение дня, одновременно снижая зависимость системы от аккумуляторов и дорогих внешних компонентов. Команда протестировала устройство, содержащее эту технологию, в условиях реального солнечного света, и оно стабильно производило муравьиную кислоту из воды и углекислого газа даже при колебаниях интенсивности освещения.
Профессор Мацубара отметил, что исследовательская группа ранее представила этот результат на «Совместной выставке Iida Group × Университет Осаки» на Всемирной выставке 2025 года в Осаке-Кансае. Система успешно произвела достаточное количество муравьиной кислоты для питания миниатюрного макета на выставке, демонстрируя свой потенциал в качестве эффективной системы искусственного фотосинтеза, которая в будущем может использоваться для зарядки устройств в домашних условиях. Исследование опубликовано в журнале EES Solar.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
