Ученые Осакского столичного университета разработали систему искусственного фотосинтеза, которая производит муравьиную кислоту из углекислого газа и воды и при этом сама работает под воздействием солнечного света.
Главное новшество – электролизер, для которого не нужны батареи и сложная управляющая электроника. В обычном режиме искусственного фотосинтеза такие компоненты помогают сглаживать перепады энергии: солнце в течение дня светит то ярко, то слабее, а устройству необходимо поддерживать стабильное напряжение и ток.
Команда под руководством доцента Ясуо Мацубары и профессора Ютаки Амао решили установить “регулятор” прямо в электролизере.
Для этого исследователи использовали специально разработанный твердый электролит. Он меняет электрические свойства устройства при меньшем нагреве. Когда солнечный свет становится интенсивнее, электролизер нагревается, его электрическое сопротивление уменьшается, и ток проходит свободнее.
“С началом распространения электромагнитного излучения электролизер нагревается. Система задается таким образом, что этот нагрев приводит к уменьшению напряжения, что позволяет электрическому току протекать более свободно”, – объяснил профессор Амао.
По его словам, за счет этой системы “автоматически регулируются электрические характеристики”. В результате она может стабильнее производить топливо в течение дня и обходиться без батарей, и не нужны преобразователи и дорогие компоненты управления.
Искусственный фотосинтез работает по тому же принципу, что и природный: солнечный свет помогает превращать воду и углекислый газ в вещества, в которых можно сохранять энергию. В этой системе таким веществом стала муравьиная кислота. Ее рассматривают как топливо и способы накопления энергии.
Технологию уже проверили в открытой атмосфере. При естественном солнечном свете, несмотря на его колебания, система стабильно производила муравьиную кислоту из воды и CO2.
“Мы были уверены в успехе, поскольку ранее уже продемонстрировали это исследование на выставке Osaka Kansai Expo 2025”, – рассказал профессор Мацубара.
По его словам, тогда ученым удалось получить достаточное количество муравьиной кислоты, чтобы питать миниатюрную диораму в павильоне. Исследователи считают, что в будущем такая система искусственного фотосинтеза может использоваться, например, для зарядки домашних устройств.
